/
Текст
В.Т. ВАСИЛЬЧЕНКО*А.Н.РУТМАН* Е.П.ЛУКЬЯНЕНКО
ИНЖЕНЕРУ-ПРОЕКТИРОВЩИКУ
КОНСТРУИРОВАНИЕ И ИЗГОТОВЛЕНИЕ
РАБОЧИХ ЧЕРТЕЖЕЙ СТРОИТЕЛЬНЫХ
МЕТАЛЛОКОНСТРУКЦИЙ
Pr
J
г j
БИБЛИОТЕКА СТРОИТЕЛЯ
к
Серия «Инженеру-проектировщику»
В. Т. ВАСИЛЬЧЕНКО, А. Н. РУТМАН, Е. П. ЛУКЬЯНЕНКО
КОНСТРУИРОВАНИЕ
И ИЗГОТОВЛЕНИЕ
РАБОЧИХ ЧЕРТЕЖЕЙ
СТРОИТЕЛЬНЫХ
МЕТАЛЛОКОНСТРУКЦИЙ
Справочное пособие
КИЕВ «БУД1ВЕЛЬНИК» 1977
6С4. 05
BIO
УДК 624.014 : 744
Конструирование и изготовление рабочих черте-
жей строительны^ металлоконструкций. Справочное
пособие. Васильченко В. Т., Р у т м а н А. Н.,
Лукьяненко Е. П. Киев, «Буд1вельник>>, 1977,
136 с.
В пособии освещаются основы конструирования строи-
тельных металлических конструкций, даны сведения
по разработке рабочих чертежей с учетом технологии
заводского изготовления конструкций.
Большое внимание уделено вопросам технологичности
и унификации конструкций, сокращения объема раз-
рабатываемой заводами технической документации,
повышения производительности труда при констру-
ировании.
Пособие рассчитано на инженерно-технических работ-
ников проектно-конструкторских организаций.
Ил. 88. Табл. 21. Список лит.: 8 назв.
Рецензент В. Г. Сардинский
Редакция литературы по архитектуре
30205—011
В М203(04)—77'27~77
Издательство «Буд1вельник», 1977
ПРЕДИСЛОВИЕ
В исторических решениях XXV съезда КПСС отмечается, что «главная за-
дача десятой пятилетки состоит в последовательном осуществлении курса Комму-
нистической партии на подъем материального и культурного уровня жизни наро-
да на основе динамичного и пропорционального развития общественного произ-
водства и повышения его эффективности, ускорения научно-технического прогрес-
са, роста производительности труда, всемерного улучшения качества работы во
всех звеньях народного хозяйства». Ускорение темпов научно-технического про-
гресса является решающим условием повышения эффективности общественного
производства; для него необходимо вложение больщих средств во все отрасли про-
мышленности, в том числе и в капитальное строительство.
Возведение промышленных зданий и инженерных сооружений, высотных кон-
струкций и каркасов многоэтажных зданий и других конструкций требует боль-
шого количества строительных металлических конструкций. В «Основных направ-
лениях развития народного хозяйства СССР на 1976—1980 годы» намечено увели-
чить заводское изготовление стальных строительны^ конструкций в 1,4—1,5 раза,
существенно увеличить выпуск укрупненных и облегченных конструкций. Вы-
полнение этих грандиозных задач ведет к резкому увеличению объемов разработки
технической документации, особенно на стадии рабочего проектирования.
Дальнейший рост выпуска металлических конструкций в значительной мере
зависит от трудоемкости, закладываемой в разрабатываемую техническую доку-
ментацию, ее качества, технологической проработки, учета технологических осо-
бенностей производства и производительности труда разработчиков технической
документации. Отсутствие литературы по разработке рабочей технической доку-
ментации побудило авторов к написанию этой работы. Для конструкций промыш-
ленных зданий и сооружений (колонны, подкрановые балки, элементы покрытия),
имеющих типовые решения и проекты, даны лишь производственные рекоменда-
ции.
Пособие разработано в соответствии с основными положениями СНиП
П-В.3-72 «Стальные конструкции. Нормы проектирования», СНиП Ш-18-75
«Металлические конструкции. Правила производства и приемки работ», ЕСКД
(Единой системы конструкторской документации).
Глава I пособия посвящена особенностям заводского изготовления метал-
локонструкций, в ней рассмотрены их область применения и классификация,
основные характеристики сталей, технологические возможности заводов-изго-
товителей.
В главе II приведены основы разработки рабочих чертежей на стадии
КМД, даны сведения о масштабах и правилах простановки размеров, табли-
3
цах, помещаемых на рабочих чертежах. Большое внимание уделено конструи-
рованию сварных и болтовых соединений, а также расчету их при помощи
таблиц допускаемых усилий на сварные швы и болты и графиков.
Главы III—VI посвящены вопросам конструирования основных элемен-
тов промышленных зданий и сооружений (балочных клеток, подкрановых ба-
лок, колонн и стоек, решетчатых конструкций).
В главе VII рассмотрены особенности конструирования элементов листо-
вых строительных конструкций (бункеров, трубопроводов, переходов с приме-
нением цилиндрических, конических, торовых и сферических поверхностей).
Помещены рекомендации по рациональному определению геометрических раз-
меров с учетом толщины металлопроката и особенностей заводского изготов-
ления, таблицы для подсчета разверток конических переходов при несоосном
сопряжении цилиндрических поверхностей с общей образующей, для опреде-
ления размеров разверток сферических элементов радиусом от 1325 до
8000 мм с учетом возможностей изготовления на заводах металлоконструк-
ций, таблицы координат точек окружности радиусом от 5000 до 110000 мм.
Авторы выражают благодарность инж. Гординскому В. Г. за ценные заме-
чания, высказанные им при рецензировании рукописи.
Г л а в a I. ОСОБЕННОСТИ ЗАВОДСКОГО ИЗГОТОВЛЕНИЯ
МЕТАЛЛИЧЕСКИХ КОНСТРУКЦИЙ
1.1. ОБЛАСТЬ ПРИМЕНЕНИЯ И КЛАССИФИКАЦИЯ
МЕТАЛЛИЧЕСКИХ КОНСТРУКЦИИ
К металлическим конструкциям относятся конструкции, изготовленные из
прокатных профилей стали, соединенных между собой при помощи сварки, бол-
тов или заклепок.
Металлические конструкции обладают:
способностью воспринимать большие нагрузки при относительно малых раз-
мерах и небольшом собственном весе; большой долговечностью; высокой инду-
стриальностью, позволяющей организовать их заводское изготовление, механизи-
ровать процесс монтажа, обеспечить изготовление и монтаж конструкций в корот-
кие сроки; легкой обрабатываемостью; значительной простотой и надежностью
соединений деталей друг с другом и отдельных конструктивных элементов между
собой; простотой замены или усиления конструкций.
По конструктивному решению строительные металлоконструкции можно раз-
делить на стержневые системы и листовые конструкции.
Стержневые системы применяют:
в каркасах промышленных зданий и сооружений (колонны, стропильные и
подстропильные фермы, подкрановые балки, фонари, связи и т. п.); в каркасах
гражданских высотных зданий (колонны, балки перекрытий, связи); в мостовых
конструкциях (арки, фермы и опоры пролетных строений, балки проезжей части);
в зданиях специального назначения (ангары, эллинги, выставочные павильоны,
большепролетные покрытия и перекрытия и т. п.); в высотных конструкциях (баш-
ни, мачты, опоры ЛЭП и т. п.); в крановых конструкциях (элементы башенных,
козловых, кабельных кранов, кранов-перегружателей, элементы надшахтных
копров и т. п.); ’
Листовые конструкции применяют для изготовления: бункеров для хранения
и перегрузки сыпучих материалов; труб и трубопроводов большого диаметра;
элементов кожухов доменных печей, воздухонагревателей, скрубберов и т. п.;
газгольдеров и резервуаров.
Недостатками металлических конструкций являются: подверженность метал-
ла коррозии; склонность сварных металлоконструкций к хрупкому и усталостно-
му разрушению; образование значительных сварочных деформаций.
1.2. ОСНОВНЫЕ ХАРАКТЕРИСТИКИ МАТЕРИАЛОВ,
ПРИМЕНЯЕМЫХ ПРИ ИЗГОТОВЛЕНИИ МЕТАЛЛОКОНСТРУКЦИЙ
В соответствии со СНиП П-В.З—72 все стали, применяемые для металлокон-
струкций, в зависимости от механических свойств при растяжении разделены на
семь классов прочности или классов стали (табл. 1.1).
Обозначение цифр в индексе класса: числитель — минимальная величина
временного сопротивления на разрыв, кгс!мм\ знаменатель — минимальная вели-
чина предела текучести, кгс!мм\ Буквы в названии марки стали обозначают хи-
мический состав (Г — марганец, С — кремний, X — хром, Н — никель,
Д — медь, ф — ванадий, А — азот); цифры в начале марки показывают
среднее содержание углерода в данной стали, проц., увеличенное в 100 раз; цифра
после букв — примерное содержание соответствующего легирующего элемента в
целых единицах, при содержании легирующих элементов до 1% цифры после букв
не ставят.
5
растяжении Относитель- ное удлинение проц. W сч СЧ сч о о счо
:ие свойства при Предел теку- чести 6Т, . Кг^СМ* 2300 2900 3300 4000 4500 6000 7500
к а> сг S к и а> 3 Ф к SJ « (U н . S о и Ф 0,0 ас ф fflgK ° с о о со 4400 4000 5200 6000 7000 8500
ГОСТ или Ту на по- ставку 380—71 * 6713—53 19281—73 19282—73 14637—69 * 19281—73 19282—73 19281—73 19282—73 19281—73 19282—73 19281—73 19282—73 14—1—1308—75
грукций Толщина, мм 5—30 5—25 4—160 26—40 61—160 _ о СЧ О О СО СО -И 1 1 1 счсо ООО СЧ счю СО О 1 1 1 1 1 Xf TF СЧ -ф О О О СЧ ТГ TJ* Ю СО 1111 О ’ф Tf хф О СЧ СЧ СЧ LQ СО СО СО 1 1 1 11
Классы стали для строительных kohci Марка «о 7 сч 7 СО СЧ <9 R с о с 1 U О С ^г1п ю 7 сч 7 О)? 7 1 С О Ко 1 1 иск I ГлИ й и й g g S 09Г2С—6, —9, —12, —15 10Г2С1—6, —9, —12, —15 10Г2С1Д—12, —15 14Г2—6, —12 15ХСНД—9, —12, —15 10ХНДП—6, —12 Термоупрочненная 10Г2С1—6, —9, —12, —15 10ХСНД—9, —12, —15 14Г2АФ—6, —9, —12, —15 15Г2АФДпс—6, —9, —12, —15, 15Г2СФ—6 16Г2АФ—6, —9, —15 Термоупрочненная 15Г2СФ—6, —12 18Г2АФпс—6, —9, —9 12Г2СМФ
Таблица 1.1. Класс стали со <50 3 сч 3 С46/33 С52/40 С60/45 С70/60 С85/75
6
Таблица 1.2. Расчетные сопротивления R прокатной стали
Напряженное состояние Условное обозначе- ние Расчетное сопротивление, кгс/см2, прокатной стали класса
С38/23 С44/29 со ссГ 3 С52/40 С60/45 I > С70/60 С85/75
Растяжение, сжатие и изгиб R 2100 2600 2900 3400 3800 4400 5300
Срез ^ср 1300 1500 1700 2000 2300 2600 3100
Смятие торцовой поверхнос- ти (при наличии пригонки) ^см. т 3200 3900 4300 5100 5700 6500 8000
Смятие местное в цилиндри- ческих шарнирах (цапфах) при плотном касании ^см. м 1600 2000 2200 2500 2900 3300 3900
Диаметральное сжатие кат- ков при свободном касании /?с. к 80 100 110 130 150 180 200
Значения расчетных сопротивлений растяжению (табл. 1.2) получены делением
значений нормативных сопротивлений на коэффициенты безопасности по материа-
лам /(.; срезу и смятию получены умножением расчетных сопротивлений растяже-
нию на соответствующие коэффициенты перехода. Значения расчетных сопро-
тивлений установлены для прокатной стали при толщинах, не превышающих ве-
личин, приведенных в табл. 1.1; при больших толщинах их получают делением
табличных расчетных сопротивлений на коэффициент а = 1,05.
Расчетные сопротивления растяжению, сжатию и изгибу стали класса С38/23
(кроме стали 09Г2С) принимают равными: при толщинах 31—40 мм —
1900 кгс/мм2-, при толщинах 41—160 мм — 1700 кгс1см\
В зависимости от условий эксплуатации все конструкции согласно СНиП
П-В.З—72 разделены на восемь групп:
I — сварные конструкции, работающие в особо тяжелых условиях и подвер-
гающиеся непосредственному воздействию динамических или вибрационных на-
грузок (балки рабочих площадок главных зданий мартеновских и конверторных
цехов, элементы конструкций бункерных и разгрузочных эстакад, непосредствен-
но воспринимающие нагрузку от подвижных составов; подкрановые балки; фасонки
стропильных и подстропильных ферм и т. п.);
II — сварные конструкции, находящиеся под непосредственным воздействи-
ем динамических Или вибрационных нагрузок, кроме перечисленных в группе I
(пролетные строения наклонных мостов доменных печей, пролетные строения и
опоры транспортерных галерей и т. п.);
III — сварные конструкции перекрытий и покрытий (фермы, за исключением
фасонок, ригели рам, главные балки перекрытий и т. п.);
IV — сварные конструкции, не подвергающиеся непосредственному воздей-
ствию подвижных или вибрационных нагрузок (колонны, стойки, прогоны покры-
тий, опорные плиты; конструкции, поддерживающие технологическое оборудова-
ние и трубопроводы, сварные балки, бункера);
V — конструкции I—IV групп, монтируемые при расчетной температуре ни-
же — 40° С и эксплуатируемые в отапливаемых помещениях;
VI — вспомогательные конструкции зданий и сооружений (связи, элементы
фахверка, лестницы, площадки, опоры светильников и т. п.) и слабонагруженные
конструкции и элементы с напряжением менее 0,4 расчетного сопротивления;
VII — конструкции I—III групп при выполнении их клепаными;
VIII — конструкции IV группы при выполнении их клепаными, а также эле-
менты конструкций, не имеющие сварных соединений.
Выбор марок стали в пределах.каждой группы конструкций в зависимости от
расчетных температур производят на основании табл. 50 СНиП П-В. 3—72 при
разработке проекта на стадии КМ.
7
Для изготовления металлоконструкций используют листовой и профильный
металлопрокат, различные холодногнутые профили из углеродистых и низколеги-
рованных сталей (табл. 1.3).
Таблица 1.3. Основные типы металлопроката
Наименование ГОСТ Ширина Толщина
мм
Листовой
Сталь >. > » » толстолистовая тонколистовая универсальная широкополос- ная рифленая просечно-вытяжная (ПВ) 19903—74 19904—74 82—70 8568—57 * 8706—58 200 ч- 1050 to р СЛ О СО Ф. •I- + -1- ООО о Ф-gj о
П рофильный
Балки двутавровые № 10~ь№60 Балки двутавровые для подвесных путей № 18М, № 24М, № 30М, №36М, № 45М Швеллеры № 5-ь№ 40, № 5п-ь -ь № 40п Уголки равнополочные » неравнополочные Сталь полосовая > круглая горячекатаная диа- метр 5-4-250 мм » квадратная горячекатаная, сторона квадрата 5-ь 100мм Трубы бесшовные горячекатаные, наружный диаметр 25 -ь -ь 550 мм » электросварные, наружный диаметр 8-ь 1420 мм Рельсы крановые КР50 -ь КРГ40 » железнодорожные для дорог широкой колеи > узкой колеи 8239—72 19425—74 8240—72 8509—72 8510—72 103—57* 2590—71 2591—71 8732—70 10704—63 * 4121—62* 7174—75 7173—54* 8161—75 6368—52 * 20 4-250 25 X 16-4-250 X X 160 12-4-200 го — СП ф» со со 1 1 1-1- 1 1 + ++I 1 1 — -ч о toco ф» ел ооо
Холодногнутый
Сталь угловая равнобокая » » неравнобокая Швеллеры № 3 -ь № 40 » неравнополочные Профили корытные равнополочные » С-образные > замкнутые прямоугольные и квадратные 19772—74 19771—74 8278—75 8281—69 8283—67 8282—76 14635—69 * 16-4-220 25 X 20 -4- 220 X X 180
8
На поточной линии, установленной на Днепропетровском заводе металло-
конструкций им. Бабушкина, из листовой стали изготавливают сварные двутав-
ры (МРТУ 7-14—66) длиной до 13,0, шириной полок до 0,63, высотой стенки
до 2,0 м, используемые в дальнейшем для изготовления различных конструк-
тивных элементов (колонн, балок и т. п.).
Применяемые в металлоконструкциях стали в зависимости от гарантируе-
мых при постановке механических свойств разделены на категории.
1.3. ТЕХНОЛОГИЧЕСКИЕ ВОЗМОЖНОСТИ ЗАВОДОВ
ПРИ ИЗГОТОВЛЕНИИ МЕТАЛЛОКОНСТРУКЦИЙ
Особенностью производства металлоконструкций является преимущественное
применение сварки в заводских и монтажных соединениях.
Основные части технологического процесса (по объему затрачиваемого вре-
мени и трудоемкости, а также по влиянию на качество выпускаемой продукции) —
операции по обработке деталей, оборке и сварке конструкций. Для обработки
деталей характерно широкое применение механизированной газовой резки, холод-
ной гибки и штамповки деталей, сверления отверстий по кондукторам. В пос-
ледние годы механизированная кислородная резка металлов стала ведущим спо-
собом вырезки деталей строительных стальных конструкций. Анализ работы заво-
дов металлоконструкций убеждает в том, что она во многих случаях оказывается
производительнее и экономичнее механической на ножницах или пилах, а также
обладает по сравнению с ней рядом преимуществ:
вырезка деталей любой толщины и конфигурации, что дает возможность обес-
печивать необходимые скругления углов при конструировании деталей с конту-
рами в виде ломаной линии;
исключение последующих операций — подготовка кромок под сварку, строж-
ка растянутых и изгибаемых элементов согласно требованиям СНиП II1-18-75;
одновременная резка кромок нескольких листовых деталей многорезаковыми
газорезательными машинами;
уменьшение затрат на организацию участка кислородной резки по сравнению с
затратами на установку и эксплуатацию оборудования для механической резки й
строжки. .
При большой повторяемости деталей резка производится полуавтоматами
или автоматами по специальным шаблонам-копирам, что не только является более
производительным (в 1,5—2 раза) по сравнению с ручной резкой, но и повышает
качество вырезаемых деталей, обеспечивает их взаимозаменяемость.
При разработке чертежей КМД, особенно при составлении эскизов раскроя
на листовые детали, необходимо учитывать ширину реза, получаемого при газо-
вой резке. Ширина реза зависит от толщины разрезаемого листа и колеблется от
2 до 7 мм (при толщине 5 ч- 250 мм).
Холодная гибка листовой стали под углом, осуществляемая на заводах метал-
локонструкций, дает возможность получать различные холодногнутые профили,
заменяющие сварные составные. Применение гнутых и гнутосварных профилей
значительно снижает расход стали и трудоемкость изготовления конструкций
и повышает производительность труда. Однако лри конструировании холодно-
гнутых деталей из листовой стали необходимо учитывать некоторые технологиче-
ские требования:
толщина деталей при холодной гибке не должна превышать 20 мм. Ограниче-
ния по толщине диктуются не только мощностью пресса, но также снижением плас-
тических свойств металла в зоне гиба. При холодной гибке наблюдается появле-
ние трещин в торцах листа, перпендикулярных к линии гиба, преимущественно
при больших толщинах и малых радиусах гиба в деталях из кипящих сталей, а
также из сталей пол успокой ных и спокойных при высоком содержании углерода
и низких значениях относительного удлинения. Чтобы предотвратить появление
трещин в этих деталях перед гибкой требуется выполнить строжку или газовую
резку торцов, перпендикулярных к линии гиба;
максимальная длина гиба ограничена габаритами кромкогибочного пресса и
толщиной изгибаемой детали и колеблется в пределах 2000—6000 мм;
минимальные радиусы гиба с внутренней стороны в соответствии со СНиП
III-18-75; принимают: для СтЗ при статической нагрузке не менее 1,2 6, при
9
динамической нагрузке не менее 2,5 6; для низколегированных сталей минималь-
ные радиусы соответственно 1,8 6 и 3,756;
ширина заготовки для холодногнутой детали
* А = cif 4“ 4” (i* D
где а2 — длина прямых участков;
b — длина гнутого участка, определяемая по углу гиба а и радиусу
нейтральной линии гн
b = 0,017453rHccQ
(1.2)
При этом в чертеже на развертке гнутой детали линию гиба задают одной ли-
нией, показывающей центр гнутого участка (рис. 1.1).
Гибка деталей металлоконструкций по радиусу производится на гибочных
вальцах или кулачковых прессах.
При холодной гибке в металле наблюдаются структурные изменения, появ-
ляются признаки наклепа и потери пластических свойств стали. Во избежание вы-
0
Рис. 1.1. Эскиз гнутой детали:
а — профиль; б развертка; 1
линия гиба.
хода остаточного удлинения за границы пре-
дела текучести величины наименьшего радиу-
са кривизны, при которых допускается холод-
ная гибка расчетных элементов, должны
быть не менее приведенных в СНиП Ш-В.
5—62.
При меньших радиусах кривизны гибку
производят в горячем состоянии (кузнечным
способом). Для нерасчетных элементов на-
именьшие радиусы кривизны при гибке в хо-
лодном состоянии можно принимать в 1,5—
2 раза меньше, чем для расчетных элементов.
Штамповку деталей выполняют на прес-
сах. Сущность ее заключается в изготовлении
деталей одним движением специально изго-
товленного штампа. Штамповка деталей вы-
годна при изготовлении большого количества
одинаковых деталей. При штамповке дости-
гается лучшее качество деталей, допуски на
изготовление таких деталей однозначны, что
обеспечивает их взаимозаменяемость. Однако
сортамент штампованных деталей ограничен
по толщине и габаритам детали и зависит от
мощности пресса.
В конструкциях с монтажными соединениями на болтах нормальной точности,
и высокопрочных для обеспечения высокой точности совпадения отверстий приме-
няют сверление отверстий по специальным жестким шаблонам-кондукторам. При
этом сверление отверстий может выполняться в отдельных деталях в цехе обра-
ботки и в готовой конструкции после сварки в сборочном цехе. Сверление по кон-
дукторам обеспечивает взаимозаменяемость монтажных элементов без общей
сборки.
Для возможности применения одних и тех же кондукторов в различных кон-
струкциях следует назначать типовое расположение отверстий (одинаковые рис-
ки и дорожки).
Сборка конструкций занимает почти 30% трудоемкости их изготовления. По-
этому от того, в какой степени организован, насколько механизирован процесс
сборки, зависит себестоимость продукции. Сборочные цехи современных заводов
металлоконструкций оснащены различными сборочными кондукторами и канто-
вателями, облегчающими и ускоряющими процесс сборки. При сборке целого ря-
да конструкций, в частности решетчатых, применяют всевозможные копиры, поз-
воляющие упростить и ускорить процесс сборки.
При разработке чертежей КМД конструктор должен четко знать, как, в ка-
кой последовательности будет собран законструированный им элемент и преду-
смотреть (необходимым конструктивным решением и простановкой специальных
размеров) возможность сборки его с помощью кондукторов, кантователей или
копиров. t
В процессе конструирования необходимо полностью исключить или свести К
минимуму пооперационную сборку, которая создает в сборо-сварочных цехах об-
ратные потоки движения конструкций, дезорганизует производство, отрицатель-
но влияет на производительность труда, лишает возможности вести наблюдение
за’состоянием скрытых соединений.
При конструировании необходимо учитывать оснащенность заводов оборудо-
ванием для производства сварки механизированными способами: автоматической,
полуавтоматической, электрошлаковой, в среде защитных газов. Механизирован-
ная сварка обеспечивает более высокое качество и более высокую Производитель-
ность и экономичность по сравнению с ручной. Автоматическую сварку целесооб-
разно применять при длинных швах, исключающих дополнительные перемещения
и переналадки сварочного оборудования. Сварка угловых швов автоматами воз-
можна преимущественно в элементах Н-образного сечения (табл. 1.4).
В деталях, имеющих сварные стыки, от сварочных деформаций изменяются
геометрические размеры. Поэтому строжку кромок, образование отверстий про-
изводят после сварки стыкового шва и правки детали, что увеличивает трудоем-
кость обработки деталей.
На ряде заводов организованы специализированные участки, на которых
производится предварительная стыковка листового металла. На участках предва-
рительной стыковки металл сваривают в так называемые карты больших размеров,
из которых вырезают детали проектных размеров.
Преимущества предварительной стыковки металла:
улучшается качество изготавливаемых деталей;
повышается производительность труда за счет уменьшения времени на пере-
наладку сварочной аппаратуры;
обеспечивается лучшее использование металлопроката;
повышается технологичность изготовления деталей.
Для повышения производительности труда и качества выполнения сварочных
работ на заводах применяют различные приспособления и вспомогательное обо-
рудование: кантователи, манипуляторы, стенды-кантователи, консольные установ-
ки для подвески полуавтоматов и т. д.
Способ безвыверочного монтажа металлоконструкций сокращает сроки про-
изводства монтажных работ на 20—25%. Чтобы обеспечить монтаж этим способом,
необходимо изготовить конструкции, например колонны, повышенной точности.
Для этого от колонны отделяют опорную плиту базы, соприкасающиеся плоскости
опорной плиты и торца колонны фрезеруют на торцефрезерных станках, установ-
ленных в сборочных цехах. Фрезеровку торцов колонн выполняют после сварки,
приварка деталей к колонне после фрезеровки не допускается. В необходимых слу-
чаях производят одновременную фрезеровку обоих торцов колонны, обеспечиваю-
щую параллельность фрезеруемых поверхностей. Максимальный размер поверхнос-
ти, которую можно отфрезеровать с одной установки, не превышает 1800 X 3600 мм.
Фрезеровка верхней плоскости опорной плиты и торца колонны позволяет осущест-
вить передачу сжимающего усилия через торец и исключить из работы сварные
швы, толщины которых могут быть уменьшены до минимально допустимых.
Чтобы обеспечить высокое качество монтажных соединений, часто на заводе
производят общую или контрольную сборку изготовленных элементов. В процес-
се общей сборки проверяют точность изготовления отправочных элементов, про-
изводят подгонку кромок для монтажных сварных соединений, рассверловку мон-
тажных отверстий под болты и заклепки на проектный диаметр, устанавливают
фиксаторы и стяжные приспособления для быстрой сборки на монтажной площад-
ке, а также наносят индивидуальную маркировку отправочных элементов, исклю-
чающую установку данного элемента на другое место в сооружении. Общая сбор-
ка назначается во всех случаях, когда технология изготовления не может обеспе-
чить требуемую точность геометрических форм и размеров отправочных элементов
и точное совпадение отверстий для болтов или заклепок в монтажных узлах. Об-
щей сборке на заводе подвергают негабаритные элементы — кожухи доменных пе-
чей и воздухонагревателей, кольцевой воздухопровод, бункера, отправляемые с
завода отдельными плоскостями, плоскости теле- и радиобашен и др.
11
10
Таблица 1,4
Доступность мест нал опекая шва при ручной и автоматической сборне
Ручная сварка
Требование
с а
4,400 420
>400 4 000
Эскиз
Сварка трактором ТС ~17М
сварка возможна
при h *250мм
Для приварки ребер
азо
Недоступный для свар-
ки участок шва
ь h т
>400 250-400 4800
4 250 h
4400 >250 0t65b
<250 ж 400
При контрольной сборке проверяют точность изготовления отправочных эле-
ментов и их взаимозаменяемость без подгоночных работ, т. е. проверяют принятую
технологию, точность изготовления кондукторов и приспособлений, отсутствие
изменений в процессе их эксплуатации. Контрольной сборке подлежит каждый
первый и десятый элемент, изготовленный серийно по кондукторам.
F Объем общей или контрольной сборки должен соответствовать габаритам и
технологическим возможностям сборочных цехов завода: грузоподъемности кра-
нов, высоте подъема крюка, пролету цеха и т. п.
Глава II. РАЗРАБОТКА РАБОЧИХ ЧЕРТЕЖЕЙ НМД
11.1. НАЗНАЧЕНИЕ И СОСТАВ ПРОЕКТА
МЕТАЛЛИЧЕСКИХ КОНСТРУКЦИЙ
Рабочий проект металлических конструкций разрабатывают на двух стадиях
КМ (конструкции металлические) и КМД (конструкции металлические, детали-
ровочные чертежи).
Проект на стадии КМ разрабатывают специализированные проектные орга-
низации. В нем решается расчетная схема сооружения, производится полный
расчет и подбор сечений всех конструктивных элементов; выполняются общие
чертежи всего сооружения или отдельных его частей и разрабатываются основные
узлы сопряжений различных конструкций между собой; решается увязка проек-
та металлических конструкций с другими частями проекта: архитектурно-строи-
тельной, технологической, транспортной, энергетической, сантехнической.
Кроме того, в проекте КМ составляют техническую спецификацию потребного ме-
таллопроката по элементам конструкций, профилям и маркам стали.
Рабочий проект на стадии КМД разрабатывают на основании проекта КМ
конструкторские отделы заводов-изготовителей металлоконструкций, но может
быть разработан по их заказу и проектными организациями. В этом случае органи-
зация, разрабатывающая чертежи КМД, должна учитывать технологические
возможности завод а-изготовителя. Организация, разрабатывающая чертежи
КМД, несет ответственность за соответствие их проекту КМ, за расчетную проч-
ность всех соединений и стыков конструкций, не предусмотренных в черте-
жах КМ, за правильность размеров отдельных элементов конструкций и за
увязку элементов между собой. Проект металлических конструкций на стадии
КМД состоит из рабочих чертежей отдельных отправочных элементов и монтаж-
ных схем.
Рабочий чертеж КМД является основным документом, по которому изготав-
ливают конструкции. Он должен быть разработан настолько подробно, чтобы мож-
но было, пользуясь им, выполнить следующие заводские и монтажные работы:
изготовить все детали, составляющие конструктивный элемент, без дополни-
тельных вычислений размеров и без разработки дополнительных чертежей, узлов
или эскизов;
произвести заводскую сборку элементов из отдельных деталей и последующую
сварку его или клепку;
произвести монтажную сборку конструкций и выполнить монтажные со-
единения.
От того, как разработан чертеж и учтены вопросы технологичности изобра-
женных на нем конструктивных элементов, зависят трудоемкость их изготов-
ления, производительность труда, себестоимость и качество выпускаемой продук-
ции, а также другие показатели производственной деятельности завода.
В рабочих чертежах КМД должна быть оптимально решена конструктивная
форма элемента, которая обеспечивает высокие эксплуатационные качества кон-
струкции, наименьшую трудоемкость ее изготовления, экономию металла, а так-
же возможность выполнения монтажных работ скоростными методами.
Для этого при разработке КМД необходимо учесть следующие основные тре-
бования:
13
конструктивные элементы, узлы и соединения должны полностью соответ-
ствовать своему назначению по прочности и устойчивости;
конструкция в целом и отдельные ее детали должны обеспечивать процесс
изготовления с минимальными затратами;
экономное расходование металла;
максимальное использование типовых конструкций и узлов;
по габаритам конструктивные элементы должны отвечать условиям изготов-
ления, перевозки и монтажа;
возможность защиты конструкций от коррозии в процессе их эксплуатации;
безопасность производства работ при кантовках элементов конструкций в
сбррочном цехе, при их транспортировке внутри завода и за его пределами, для
чего элементы должны быть оснащены транспортными и кантовочными проуши-
нами, а также деталями для увязки на железнодорожные платформы;
все отступления от проекта КМ должны быть согласованы с проектной орга-
низацией, разработавшей чертежи на стадии КМ;
вес конструкций по чертажам КМД не должен превышать веса, заложенного
в проекте КМ, более чем на 3%;
разработка чертежей КМД должна производиться в соответствии с положе-
ниями стандартов «Единой системы конструкторской документации» (ЕСКД).
11.2. КОНСТРУИРОВАНИЕ МОНТАЖНОЙ СХЕМЫ
Для монтажа конструкций основным документом является монтажная схема,
на которой следует показать взаимное положение в пространстве элементов кон-
струкций здания, сооружения либо отдельных его частей с учетом размеров и отме-
ток, необходимых для установки и выверки конструкций. Монтажная схема долж-
на содержать все необходимые разрезы, позволяющие выявить действительное
положение каждого элемента в сооружении. При необходимости более детального
показа сопряжений элементов выносят отдельные узлы, выполняемые в более круп-
ном масштабе.
Отправочные конструктивные элементы изображают на монтажных схемах
условно в виде линий (колонны, балки, связи и т. п.), которые прерываются в
местах монтажных и укрупнительных стыков. Площадки, настилы и другие лис-
товые конструкции изображают на монтажной схеме в виде замкнутых контуров.
Линии контуров смежных отправочных элементов не должны совпадать.
Здания и сооружения членят на группы однотипных конструкций, которые
' помещают на отдельных монтажных схемах. Например, для промышленного зда-
ния можно рекомендовать следующую разбивку: колонны, подстропильные фермы,
вертикальные связи по колоннам; подкрановые балки, тормозные конструкции и
упоры; стропильные фермы, связи по верхним и нижним поясам стропильных
ферм; фонари и связи по фонарям; продольный и торцовый фахверк; рабочие пло-
щадки; лестницы, переходные и посадочные площадки; прочие конструкции.
Для радиобашен, радиомачт, галерей и т. п. можно рекомендовать включе-
ние всех конструкций в одну монтажную схему.
Каждый конструктивный элемент имеет индивидуальную маркировку: на-
пример, Б123. Буквенный индекс определяет принадлежность данного конструк-
тивного элемента к той или иной монтажной схеме; все элементы, изображенные
на одной монтажной схеме, имеют одинаковый буквенный индекс. Не рекомен-
дуется применение буквенных индексов, которые близки по написанию к цифрам
либо трудночитаемы. Числовой индекс — это порядковый номер элемента, присво-
енный ему по мере разработки чертежа КМД. В таблицу монтажных элементов
на монтажной схеме все элементы одного буквенного индекса заносят по поряд-
ковому номеру отправочного монтажного элемента.
На монтажной схеме элементы маркируют только числовым индексом, кото-
рый надписывают у изображения элемента. На узлах монтажных схем на всех эле-
ментах следует указывать полную марку элемента. Если необходимо маркиров-
кой показать принадлежность элемента к определенному месту в сооружении
(например, колонны и балки одного этажа или яруса в каркасах многоэтажных
зданий, элементы одного пояса кожуха доменной печи и т. п.), to примаркировы-
14
ьают каждый элемент. Перед маркой элемента ставят числовой индекс, показы-
вающий номер яруса или пояса, например: 4К13 — колонна четвертого яруса мар-
ки К13; 12П1 и 12П2 — элементы П1 и П2 двенадцатого пояса кожуха домен-
ной печи.
Элементы примаркировывают и при общей сборке нескольких элементов,
когда производят подгонку элементов друг к другу, рассверловку монтажных от-
верстий на проектный диаметр и некоторые другие операции, исключающие вза-
имозаменяемость элементов. В этом случае одинаковый примаркировочный ин-
декс присваивают всем элементам, участвующим в одной сборке, а на монтажной
схеме помещают-примечание о примаркировке элементов в связи с общей сборкой.
При конструировании монтажных схем обозначение продольных рядов и ну-
мерация поперечных осей, а также все отметки и основные размеры принимают по
тем чертежам КМ, на основании которых разработана данная монтажная схема.
Кроме схем необходимых разрезов и узлов на монтажных схемах помещаются так-
же таблицы и примечания (рис. II. 1 и II.2).
Монтажную схему рекомендуется разрабатывать до начала разработки дета-
лировочных чертежей. В процессе разработки схемы конструктор детально знако-
комится с конструкциями, решает вопросы членения конструктивных элементов
на отправочные, так как от этого зависит трудоемкость изготовления и монтажа
конструкций. При этом необходимо стремйться к возможно большей повторяемос-
ти отправочных элементов. Особое вниманий следует обратить на габариты и вес
получившихся отправочных элементов. Затем конструктор решает вопросы монтажа
элементов и постановки монтажных креплений в соответствии с проектными уси-
лиями, с обеспечением прочности и устрйчивости всего сооружения в целом и от-
дельных элементов конструкций при производстве монтажных работ и в период
эксплуатации.
В зависимости от размеров грузы, подлежащие перевозке по железной до-
роге, подразделяют на габаритные и негабаритные (рис. II.3). Габаритными назы-
вают те грузы, очертания которых не выходят за пределы железнодорожного
15
габарита, негабаритными — грузы, очертания которых выходят за пределы же*
лезнбДорожного габарита. Различают пять степеней негабаритности: 0 — IV. Пе-
ревозка негабаритных грузов любой степени негабаритности должна быть согла-
созана с МПС и дорогами следования, стоимость ее на 50—300% выше стоимости
Рис. II.2. Мон
перевозки габаритных грузов (в зависимости от степени негабаритности). Изготав-
ливать и перевозить негабаритные грузы разрешается только в том случае, если
уменьшение габарита технически невозможно или экономически нецелесообразно.
Длина элементов ограничена условиями перевозки.
Четырехосные платформы и полувагоны позволяют перевозить грузы дли-
ной до 13,7 м без прикрытия. Изготовление элементов большей длины требую-
16
щих перевозки на сцепах из двух или более платформ, нежелательно и в каждом
отдельном случае должно быть технически и экономически обосновано.
Для укладки элементов на железнодорожные платформы и лучшего исполь-
зования грузоподъемности платформ все выступающие детали должны быть сня-
ты с конструкции и закреплены болтами или прихвачены электросваркой в мес-
тах, удобных для транспортирования.
ч //римвчания:
1. Данный чертеж разработан на основании чертежей
NSW км 12*18 ГЛИ №СК(г.Киев).
Z Список чертежей приведен на листе С1.
д. Материал конструкций указан на рабочих чертежах.
4. Монтаж конструкций производить на болтах нормальной
точности и монтажной сварке швами, указанными на узлах,
помещенных б рабочих чертежах и чертежах КМ,
5. Элементы, замаркированные на схеме цифрами,
имеют индекс, „к /.например К1,П2 и т.д/.
тажная схема.
При членении конструкций необходимо следить, чтобы 'вес отправочного эле-
мента не превышал грузоподъемности мостовых кранов цехов сборочного и маля-
ропогрузки завода-изготовителя, а также монтажного механизма.
Часто места монтажных стыков и их конструктивное решение задают в про-
екте КМ или в дополнительных технических требованиях (ДТТ), разработанных
17
при проектировании проекта организации работ (ПОР). В этом случае при разра-
ботке КМД проверяют соответствие отправочных элементов приведенным требова-
ниям. Если в процессе разработки КМД необходимо изменить место расположения
монтажных стыков, то изменения согласовывают с монтажной организацией или
организацией, разработавшей ПОР.
Рис. II.3. Габариты и негабаритности очертания погрузки на железных
дорогах СССР:
/ —габарит; 2^6 — негабаритности соответственно О—IV степеней.
Нумеруются монтажные схемы чаще всего буквой «М» с числовым индексом,
показывающим порядковый номер схемы (например Ml, М2 и т. д.), однако воз-
можна и другая нумерация (только числовым индексом.).
11.3. КОНСТРУИРОВАНИЕ ЧЕРТЕЖЕЙ КМД
Для конструкторской документации используемой при изготовлении и монта-
же металлоконструкций, применяют форматы листов по ГОСТ 2.301—68 ЕСКД.
Форматы определяются размерами внешней рамки, наиболее распространенный
формат 24.
18
На рабочем чертеже конструкции изображают в виде отдельных отправоч-
ных элементов в необходимых проекциях и разрезах, позволяющих ясно предста-
вить конструкцию ее исполнителям и изготовить ее в полном соответствии с черте-
жом. Изображения элементов на чертеже в зависимости от их содержания разде-
ляют на виды, разрезы и сечения.
За основную принимают проекцию (вид), наиболее полно показывающую
элемент. При конструировании простых элементов (связи из одиночных угол-
ков, балки, ригели фахверки из прокатных профилей и т. п.) достаточно изобра-
жать элементы в одной проекции. При конструировании более сложных конструк-
ций элемент изображают в нескольких проекциях. Если с помощью проекций
невозможно полностью показать элемент, следует дать разрезы, однако во всех слу-
чаях необходимо стремиться к тому, чтобы показать конструкцию с помощью про-
екций. Это дает возможность легко сравнить натуральный вид элемента с его изо-
бражением на чертеже, что очень важно с точки зрения изготовления и контроля
конструкций. Места разрезов на основном виде обозначают стрелками, указы-
вающими направление взгляда. Разрезы по построению должны соответствовать
направлению, указанному стрелками. Для удобства чтения чертежа разрезы не-
обходимо располагать вблизи изображения данного элемента. Количество изобра-
жений (видов и разрезов) должно быть минимальным, но обеспечивающим полное
представление об элементе. В зависимости от габаритов и сложности конструк-
ций на чертеже изображают один или несколько отправочных элементов. Если
на чертеже несколько элементов, они должны быть однотипными по сечению или
по конструкции. Размещать на одном чертеже различные конструкции (например,
подкрановые балки и тормозные фермы, стропильные фермы и щиты
кровли и т. п.) -не рекомендуется. Отправочные элементы на чертеже должны
быть изображены так, чтобы основная проекция соответствовала их рабочему
положению.
Крбме^проекций и разрезов, на чертеже необходимо помещать спецификацию
металла, таблицы отправочных элементов, заводских сварных швов (для сварных
конструкций), заводских заклепок (для клепаных конструкций), примечания и
условные обозначения. В правом нижнем углу помещают штамп чертежа.
Спецификацию металла составляют на 1 шт. каждой марки, изображенной на
чертеже. В ней указывают марку отправочного элемента, номера всех деталей,
из которых он состоит, сечение, длину, количество и массу всех деталей. В специ-
фикации металла массу одной детали подсчитывают с точностью до 0,1 кгс, всех
деталей и элемента в целом до 1,0 кгс. Дополнительно к массе элемента добавляют
1 % на сварные швы (если конструкции сварные) и 2% на головки заклепок (ес-
ли конструкции клепаные). В спецификации следует заказывать также болты и де-
тали, необходимые для транспортирования конструкций.
При совмещении нескольких отправочных элементов на одном изображении,
если большинство деталей одинаковы, спецификацию следует составлять на один
элемент, который принимается за основной. Для остальных элементов дают ссыл-
ку на основной элемент (например, «детали 1—5 по марке ПБЗ»), а затем в специ-
фикацию заносят детали, которые в данном элементе по номерам или по количест-
ву отличаются от основного элемента. Для взаимно зеркальных отправочных эле-
ментов спецификацию составляют на основной элемент, а для зеркального дают
ссылку на основной («Изготовить обратно марке К1»). Спецификацию металла рас-
полагают в правом верхнем углу чертежа. В таблице «Требуется» указывают мар-
ку и количество элементов, а также массу одного, всех элементов и общую (по чер-
тежу). В таблице «Заводские сварные швы» дают выборку сварных швов на каждый
отправочный элемент по толщинам швов. В таблице «Заводские заклепки» дают
выборку заклепок по диаметрам и длинам на каждый элемент.
В таблице «Условные обозначения» приводят все обозначения, помещенные на
чертеже без пояснений, а именно: изображения заводских и монтажных сварных
швов, отверстий, заклепок, болтов ит. п.( табл. II.1.). Число различных условных
обозначений должно быть минимальным, а само обозначение— простым, легко-
отличимым. При конструировании следует стремиться к тому, чтобы на одном чер-
теже были отверстия одного-двух диаметров. Их обозначение приводят в таблице
«Условные обозначения». Если же на чертеже встречаются отверстия нескольких
диаметров, рекомендуется дать в таблице условное обозначение одного-двух
19
Таблица 11.1. Обозначения и сокращения терминов на рабочих чертежах
металлоконструкций
Наименование
Обозначение
Отверстия, заклепки, болты
Отверстие круглое
То же, зенкованное с ближней стороны
» . » с дальней »
» » с двух сторон
» овальное с оговоренными размерами ширины
и длины
» круглое с оговоренным диаметром на чертеже
» с резьбой
Заклепки, поставленные
» » впотай с б. с.
» » » с д. с.
» » »с двух сторон '
» » с оговоренными диаметрами на
чертеже
Болты грубой и нормальной точности
Болты высокопрочные
Швы сварных соединений
Сварной угловой непрерывный видимый и невидимый
заводской
То же, монтажный
Сварной угловой прерывистый видимый и невидимый
заводской
То же, монтажный
Сварной стыковой видимый и невидимый заводской
То же, монтажный
Катет и длина углового шва
Сварной угловой прерывистый заводской и монтажный
с указанием катета, длины и промежутка между швами
Шов сварной стыковой с V-образной разделкой кромок
(при толщине металла 8 мм)
» » » с К-образной разделкой кромок
(при толщине металла 20 мм)
То же, с Х-образной разделкой кромок
Стыковой сварный шов без разделки кромок (при тол-
щине металла 6 мм) при сварке с одной стороны
d*2S
(1*23
4JXU MJLIAllf.
хюисхххж
him . jihi UJU-wWl
к* W* ЖМ ХЯ
Ж4 1#
**
L6-250 L6-250
LUAUHMI
L6-25 L6-2S
/«W ирЙйГ
VS
V*
К 20
Х20 X2O
Sit
20
Продолжение табл, 11,1
Наименование Обозначение
Стыковой сварной шов без разделки кромок (при тол- щине металла 6 мм) при сварке с двух сторон ** X* I , , , ,, ЧМ1У
Прочие Ltfo симметрии \j8000
Ось симметрии
Отметки
Допуски размеров повышенной точности 12000*$
Фрезерование, строжка ЕД ХА ** JT
Металлопрокат и гнутые профили
Уголок неравнобокий L 125x80x8
» равнобокий L125x125x3
Балки двутавровые (номер профиля 20 а) Т20а
То же, для подвесных путей (номер профиля ЗО2И) ХЗОМ
Тавр из балки (высота 150 мм) 1^150 из 130
Швеллер с уклоном внутренних граней полок (номер профиля 30) еда
Швеллер с параллельными внутренними гранями полок (номер профиля 30) езда
Сталь квадратная адахда
» круглая (диаметр 30 мм) 0да
Труба круглая (наружный диаметр 168 мм, толщина 8 мм} Тр.168X6
Труба прямоугольная (со сторонами 60 и 40 мм, тол- щина 4 мм) Тр.бОхЫх*
Труба квадратная со стороной 80 мм и толщиной 4 мм) Тр. 80x80x4
Сталь листовая гладкая (ширина 500 мм, толщина 10 мм) -550X6
Сталь листовая рифленая (ширина 550 мм, толщина без рифа 6 мм) Риф.-550x6
» листовая просечно-вытяжная, толщина заготовки 5 нм, величина подачи 8 мм, ширина листа 710 мм Сталь листовая волнистая шириной после волнования 570 мм, длина волны 130 мм, высота волны 35 мм, -ПВ50вх?10
толщина заготовки 1,8 мм ~'570хтх35х1,В
21
Продолжение табл. П.1
Наименование Обозначение
Швеллер равнополочный гнутый » неравнополочный гнутый (высота 50 мм, ши- рина полок 40 и 12 мм, толщина заготовки 2,5 мм} С 160x80x4 С 50x40x12x2,5
Сталь холодногнутая угловая равнополочная rnLS0x90x4
То же, неравнополочная Гн LlOOxBOx?
Корыто уголковое (профиль завода «Запорожсталь» -у- 90x30x25x3
Рельсы железнодорожные и крановые Р43.КР120
Профили стальные для переплетов Сокращение слов и терминов Ближняя сторона Дальняя сторона Линия гиба Обратно, обратная Равные расстояния Смалковать Размалковать Строгать Фрезеровать Вальцевать маркой наружу То же, внутрь Гнуть маркой наружу То же, внутрь Гнуть фаской наружу То же, внутрь * Проф.ок.М б. с. д. с. л. г. обр. р. р. см л. рмл. строг, фрез. в. м. н. в. м. в. г. м. н. г. м. в. г., ф. н. г. ф. в.
наиболее часто втречающихся на данном чертеже диаметров отверстий, а все ос-
тальные оговорить на чертеже.
На деталировочных чертежах помещают примечания: ссылки на чертежи про-
екта КМ, на основании которых разработан данный чертеж (при этом необходимо
полное наименование проектной организации — автора проекта КМ и шифр про-
екта); ссылки на список чертежей КМД и монтажную схему, к которой относятся
элементы, изображенные на данном чертеже; полное наименование материала, из
которого изготовлены элементы, изображенные на данном чертеже; преобладаю-
щие на чертеже толщины сварных швов, диаметры отверстий и обрезы, которые
дополнительно в другие местах чертежа не оговариваются; некоторые примечания
технологического порядка; указания о совместной работе с другими чертежами.
Таблицы и примечания располагают в правой части чертежа вблизи штампа или
в других местах,обеспечивающих удобное чтение чертежа и пользование таблицами.
Если на чертеже необходимо поместить несколько одинаковых элементов, не-
значительно отличающихся друг от друга, применяют так называемое совмещение
изображений элементов, Различают несколько методов совмещений. При изобра-
жений колонн, ферм, больших балок и других подобных конструкций, отличаю-
щихся между собой отдельными узлами, можно применить метод совмещения изо-
бражений элементов «по флажкам» (рис. П.4, а, г).
При изображении элементов, отличающихся друг от друга отдельными дета-
лями, применяют метод «навески» изображений элементов (рис. II.4, б).
22
Рис. 4. Способы совмещения на одном изображении нескольких элементов:
а — по «флажкам»; б с оговоркой деталей; в — с навеской цепочек размеров;
е == с вынесением узла.
П51
Узел А
ЗЯ
Ж
К ГО
14*375=5250
11950
3
22 1475
25
350
25
7t5
25
11800
Узел В
a^JL
100
80
1475
25
4*750=3000
±!О*¥г_
40
.4х 750 = 3000 350
М4А
L8A (ад
±±ii^~S:
L В
6* 1500=9000
11950
12000
Спецификация металла 10Г2С1 Д-12, кроме
'оговоренного
Шрка
Л/
дет
Ш'
т
Н
Сечение
-400^25
-400^25
-1930^14
-360*22
-400^6
-120*8
-120*30
Тр.б0Л(п№2
Дли-
ка
11950
11950*
11950
1980
1300
1870
120
60
1% па швы
Заводские
сварные тбы
ши
При-
неч.
П51
fO 9
ь/0|3.7|$7
Впоз.2 д~30мм
5 поз.7 d» 25 мм
Ш юо
И Примечания:
!Щонныц чертеж разработан на ос-________
Ввании чертежей 5335км 13 ГПИ УЛСМ(г. Ниеда).
^Шантажная схема приведена на чертеже L‘
Висок чертежей приведен на листе С1.
^^оговоренные толщины иивов Ь=6мм.
Вогоборенные обрезы 50мм.
[Договоренные отверстия 25мм.
швы варить электродами.
Шипа 342 А ГОСТ 9467-75.
ДМ поясные швы и стыки варить
Шдтоматом.
щртериал конструкций-сталь
^ШРки ю Г2 C1D-12 для деталей
8 ст 3 сп 5 для детали 5,
ЯстЗ псб для деталей 5,6,7.
1ДЯЕЕЕИ1
Итого
Рис. II.6. Рабочий чертеж КМД подкрановой балки.
Масса,кгс Приме-
тала всех щая чание
93{0
934р\
^2530 2530
24,5
14,1
3,4
0,3
934
934
246
25
197
14
1
49
ВстЗсп5
Строг.
ВстЗпсЬ
ВстЗпсб
диМ)
Требуется
“ПЕГ
wafg
Масса кгс
1марк^ всех
П51
10
4930
49300
Итого
49300
1095м
ML.
Условные обозначения
Заводской св. июв
Монтажный св.шов
+ Отв. монтажное
4" болт транспортный
Основная надпись
Штамп чертежа
Если элементы одинакового, поперечного сечения, но отличаются длиной, ко-
личеством и размещением отверстий или деталей, применяют метод «навески» раз-
меров (рис. IL4, в).
Все методы совмещений изображений элементов служат повышению произво-
дительности труда конструкторов, повышению качества чертежей, уменьшению
объема конструкторской документации, созданию некоторой серийности в изго-
товлении конструкций. Для уменьшения числа разных марок в однотипных кон-
струкциях можно рекомендовать просверливание дополнительных отверстий, по-
становку лишних деталей и т. д.
Масштаб изображений элементов выбирают в зависимости от габаритов изо-
бражаемой конструкции, ее сложности, количества деталей, из которых она сос-
тоит, количества элементов, примыкающих к ней, и т. д. При этом чертеже должны
быть компактными, четкими и удобными для пользования. На чертежах КМД
масштабы не проставляют. Определять размеры деталей или места их установки,
пользуясь масштабом, не разрешается. Масштабы изображений принимают соглас-
но ГОСТ 2.302—68 «Единой системы конструкторской документации».
Рекомендуемые масштабы:
для монтажных планов и схем решетчатых конструкций 1 : 200; 1 : 400,
в исключительных случаях масштаб Г: 100; для листовых конструкций 1 : 50,
1 : 75, 1 : 100;
для решетчатых конструкций типа ферм: сетка 1 : 25, 1 : 40; сечения 1 : 10;
1 : 15; 1 : 20; 1 : 25;
для конструкций типа колонн, балок и т. п. с сечением, мм:
До G0.............................................. 1:10
60—160 .....................................• . . . 1:15
160—600 ..................\......................... 1:20
600—1200 ........................................... 1:25
Свыше 1200 ............................,............ 1:40
Длинные сплошные элементы можно изображать по длине в более мелком
масштабе, соблюдая при этом правильность взаимного расположения деталей.
При изображении на одном чертеже однотипных конструкций необходимо при-
менять один и тот же масштаб. Изображение на чертеже отдельных сложных де-
талей или разрезов можно выполнять в большем масштабе, чем основное изобра-
жение элемента.
Решетчатые конструкции, а также клепаные балки необходимо вычерчивать
в одном и том же масштабе для всех трех измерений. Это дает возможность кон-
структору еще раз проверить правильность взаиморасположения деталей и отверс-
тий в изображаемом элементе и исключить возможную ошибку.
Все размеры и отметки* на деталировочных чертежах и монтажных схемах
проставляют в миллиметрах, вне контура изображения. Следует различать не-
сколько категорий размеров, проставляемых на чертежах КМД: определяющие
положение конструкции в сооружении — монтажные (между осями сооружения
либо между осями элементов, к которым примыкает изображаемый элемент); необ-
ходимые для перехода от монтажных размеров к размерам для изготовления (для
привязки изображаемого элемента к осям сооружения или элементов, к которым
он примыкает); для изготовления деталей (габаритные размеры отдельных дета-
лей, вырезов, расположения отверстий в деталях); для сборки конструкций
(определяющие взаимное положение отдельных деталей в конструкции, устано-
вочные).
При изображении конструктивных элементов необходимо проставлять раз-
меры всех четырех категорий, обращая внимание на то, чтобы размерные линии не
пересекались другими линиями. Если невозможно выполнить это требование,
одну из размерных линий необходимо прервать во избежание ошибочного появле-
ния засечки.
Если выносная линия пересекает отверстия, к которым она не относится, вы-
носную линию в местах пересечения необходимо выполнять с обводкой. Размеры
проставляют над размерной линией, при этом контурные, осевые, выносные линии
не могут служить размерными. Размерные линии должны быть параллельны от-
резку, размер которого они фиксируют. Расстояние от последней линии изображе-
ния конструкции до первой основной цепочки размеров следует принимать не
26
менее 15 мм. Расстояние между двумя размерными цепочками в зависимости от
их густоты 7—10 мм. Размерные линии при пересечении их с выносными закан-
чивают засечками под углом 45°. Продолжение выносных линий после их пересе-
чения с размерными не должно превышать 3 мм. Размерные линии за точки пере-
сечения с выносными не продолжают.
При простановке размеров на чертеже следует руководствоваться следую-
щими правилами: J
ряд одинаковых размеров (несколько ребер по длине балки или колонны, несколь-
ко отверстий с одинаковым шагом и т. п.). указывают в виде произведения коли-
чества размеров на величину размера (рис. II.5, а);
Рис. II.5 Порядок простановки размеров в чертежах КМД:
а — одинаковые размеры; б привязка размеров к грани элемента; в — срезы деталей;
г, д — направление наклонных линий; е, ж — геометрические схемы.
преобладающие обрезы и диаметры отверстий оговаривают в примечании и
на чертеже не проставляют;
, при простановке размеров по высоте или ширине сечения прокатных профилей
размерную цепочку можно не замыкать. В этом случае размеры привязывают к
той плоскости или грани, отметка или привязка которой должна быть выдержана
в сооружении (рис. II.5, б);
при изображении элемента, в котором есть детали из неравнополочных угол-
ков, на одной из проекций следует указать ширину полки уголка;
размеры, которые должны быть строго выдержаны (высота на опоре подкра-
новых балок и т. п.), должны быть заключены в прямоугольную рамку;
если на чертеже изображено несколько одинаковых деталей, то размеры
проставляют одной из них, а для всех остальных указывают размеры, необходимые
для правильной их установки при сборке конструкций;
размеры срезов в ребрах следует указывать треугольником без выносных и
размерных линий (рис. II.5, в);
направление наклонных линий в элементах связей и других подобных кон-
струкций обозначают треугольником, стороны которого параллельны соответст-
вующим линиям геометрической схемы (рис, II.5, а);
27
. в случае косоугольных треугольников необходимо указывать длины всех
сторон с обязательной оговоркой «Угол непрямой» (рис. II.5, д);
в геометрических схемах решетчатых конструкций длины стержней простав-
ляют над линиями схемы без выносных и размерных линий; в симметричных схе-
мах длины стержней проставляют только на одной половине (рис. 11.5» е, ж).
При простановке размеров на чертеже общим критерием правильности их
расположения является удобное чтение чертежа, разметки отдельных деталей и
сборки конструкций в целом.
На рабочих чертежах на изображениях элементов необходимо проставлять
отметки, облегчающие увязку отдельных элементов между собой. Наиболее часто
проставляют отметки:
для колонн, стоек — низа опорной плиты базы, верха подкрановой консоли,
монтажных столиков и отверстий, осей монтажных стыков;
для балок — верха балок или опорных поверхностей;
для стропильных ферм — нижнего пояса ферм;
для элементов газопроводов — осей труб и точек их перелома.
В деталировочных чертежах различают три вида деталей: обычные, унифи-
цированные и нормализованные. Все детали обозначают на рабочих чертежах по
порядку цифрами, помещенными в кружок, соединенный с деталью волнистой
линией. Если на нескольких чертежах помещены различные конструктивные
элементы и нет одинаковых деталей, то в каждом чертеже нумерацию деталей
можно начинать с 1. Если разработано несколько чертежей однотипных кон-
структивных элементов, в которых хотя бы некоторые детали могут быть оди-
наковыми, необходимо применять унификацию деталей. В этом случае одинаковые
детали во всех чертежах маркируют одним числовым индексом (унифицируют),
маркировка остальных деталей не должна повторяться. В примечаниях на всех
чертежах необходимо указать, с какими чертежами унифицирован данный.
Во многих случаях можно рекомендовать применение нормализованных
деталей (ребра жесткости в прокатных швеллерах и двутаврах, стыковые элементы
прокатных профилей, фиксаторы, уголки и планки для сопряжения балок между
собой, соединительные планки «сухари» и т. п.), т. е. деталей, которые.можно при-
менять в различных конструктивных элементах.. Нормализованные детали марки-
руют буквенно-числовым индексом, помещенным в кружок. Нормализованные де-
тали можно не образмеривать на чертежах, если чертежи нормалей есть на заводе
на всех переделах. Детали можно изготавливать из отходов металла впрок, хра-
нить в цехе сортировки полуфабрикатов или в цехах обработки и выдавать по ме-
ре надобности. Применение унифицированных и нормализованных деталей при
конструировании ведет к уменьшению трудоемкости изготовления конструкций
на многих переделах, позволяет лучше использовать металл, уменьшает себестои-
мость продукции.
Нумерацию деталей следует начинать с основных деталей конструкции, пере-
ходя затем к второстепенным. В решетчатых конструкциях вначале нумеруют дета-
ли поясов, опорных раскосов, элементов решетки, детали из профильного металло-
проката, а затем фасонки, стыковые накладки, прокладки. В сплошностенчатых
конструкциях (балки, колонны и т. п.) вначале нумеруют детали поясов, стенки,
а затем ребра жесткости и другие мелкие детали. При этом рекомендуется группи-
ровать детали по профилям и толщинам. Такой метод нумерации деталей также
облегчает работу над чертежом.
В настоящее время разработаны типовые проекты на стадии КМ и КМД на
различные виды конструкций (колонны, подкрановые балки, стропильные фермы,
'светоаэрационные и аэрационные фонари, переходные площадки, лестницы.и ог-
раждения и др.). Типовые конструкции экономичнее индивидуальных по металло-
емкости и трудозатратам на изготовление. Есть заводы и цехи, специализирующие-
ся на изготовлении того или иного типа конструкций, например, стальных окон-
ных и фонарных переплетов, лестниц и т. д. Применение типовых конструкций
позволяет использовать для их изготовления конвейеры, поточные линии, всевоз-
можные кантователи и манипуляторы. Вопросы применения типовых конструкций
решаются при разработке проекта на стадии’КМ. Пример оформления рабочего
чертежа приведен на рис. IL6.
28
11.4. ВИДЫ И КОНСТРУИРОВАНИЕ СВАРНЫХ СОЕДИНЕНИЙ
Соединение различных элементов металлоконструкций между собой или
нескольких деталей в одном элементе может быть разъемным и неразъемным.
При разборке разъемных соединений (на болтах грубой, нормальной и повышенной
точности, а также на высокопрочных) соединительные элементы (болты) не разру-
шаются. При неразъемных соединениях (на заклепках и электросварке) раз-
борка возможна лишь путем разрушения соединительных элементов (заклепок и
сварных швов).
Наиболее распространенным соединением элементов металлических конструк-
ций являются сварные. По сравнению с болтовыми и заклепочными соединениями
сварные более экономичны; технологический процесс обработки деталей и сборки
сварных конструкций проще и производительнее, значительно проще и конструк-
тивное решение сечений и узлов сварных элементов; применение сварных соедине-
ний снижает расход металла.
Сварные швы разделяются:
по конструкции шва — на стыковые, угловые;
по положению в пространстве — на нижние, вертикальные, горизонтальные,
потолочные;
по протяженности — на сплошные и прерывистые;
по типу разделки кромок — на V-образные, Х-образные, /С-образные, Со-
образные, без разделки кромок;
по назначению — на рабочие (передающие усилия) и конструктивные;
по способу выполнения — на выполненные ручной, полуавтоматической и ав-
томатической сваркой.
Расчетные сопротивления сварных соединений металлических конструкций в
зависимости от класса стали принимают по табл. П.2.
Стыковые сварные швы работают так же, как и соединяемые ими элементы,
т. е. в этом случае сам шов рассматривается как продолжение любого из соединяе-
мых элементов, а все соединение в целом — как один элемент. Расчетное сопро-
тивление стыковых швов на сжатие принимается равным расчетному сопротив-
лению класса стали соединяемых элементов; при соединении встык элементов
разных классов — расчетному сопротивлению менее прочной стали при условии
применения для сварки соответствующих сварочных материалов. Расчетные со-
противления стыковых швов на растяжение принимают различными в зависимос-
ти от способов контроля качества швов, вида сварки и толщины свариваемого ме-
талла. СНиП П-В.З—72 предусматривает два способа контроля качества сварки:
визуальный и физический. Визуальному (наружный осмотр, измерение швов)
подвергают Сварные соединения всех видов. Физический контроль качества свар-
ных швов (рентгено- и гаммаграфирование, ультразвуковая дефектоскопия, маг-
нитографический способ) дополняет визуальный. Расчетное сопротивление стыко-
вых швов на растяжение при применении физического контроля принимают рав-
ным расчетному сопротивлению стали соединяемых элементов, при применении
только визуального контроля — несколько ниже расчетного сопротивления стали
соединяемых элементов.
Расчетное сопротивление стыковых швов на срез принимается равным расчет-
ному сопротивлению на срез класса стали соединяемых элементов. Соединение
встык чаще всего применяют для соединения листовых деталей. При толщинах
соединяемых листов б < 6 мм, независимо от длины стыкового шва, а также при
больших толщинах, но длине стыкового шва менее 250 мм, используют ручную
или полуавтоматическую сварку. Для толщин до 6 мм разделку кромки под свар-
ку не производят, для б = 8 -ь 16 мм принимают V-образную разделку кромок,
для толщин б > 16 мм — Х-образную. Притупление кромки и зазор между свари-
ваемыми листами при ручной и полуавтоматической сварке принимают равными
2 мм. Для сварки деталей, подготовленных под ручную сварку, может быть при-
менена полуавтоматическая без изменения конструктивных элементов сварного
соединения. Для соединения листов б > 8 мм и при длине стыкового шва более
250 мм следует применять автоматическую сварку, причем для листов б < 20 мм
из стали класса С38/23 и б < 16 мм из стали более высоких классов разделка кро-
мок под сварку не производится. При стыковке листов больших толщин выпол-
29
Таблица П.2. Расчетные сопротивления RCB сварных соединений
из стали С85/75 5300 5300 3100 3400
№
я
я
id о со о о о о
о. о о 1 ° о
н -ф 1 CD 00
О и -ф CM см
6
м
я
LO о о О о
о о 1 ° о
ф 00 00 1 co
Я и со со CM см
S
КС
Ф
О
о О о
£ 8 S' о о 1 о о
0.2 В со *ф со 20 см см
д со со^ о о о о о
о о о о о
3 о о Ю о о
СМ СМ СМ см
к
Я
Ф
Ч
Я СЧ о о о о о
Н о о о о о
О CD CD см ю 00
Ск к О СМ СМ CSJ —' —-
о
о
<0
3
я cq о о о о
ф о о о о о
S’ 00 00 СО ю
се 8 см см
Условное <ь S* 03 а> № Я о «а О о 8 си о- Ю . (Д О, и й и о Д'- 8 >»
<Ь о
ST Он
к н
н к
га о S W »S о
ф Я Я к о о ь га s ’ И
.. Ч си
о га о ф S
8 S к s о, S3 га 9Д
ф га So о
о я я га . »&• со ° sS о а S 8
ф s ° ’S «- о, w о S S
я к я и 0) S К о д g <v w ?§' «g м S § s g га S о га га >>
s H o S
н га м <d о га о 03 о w га cd G Он 3
о a О о
2
л8 св дине- ния 3 о пп эн -0IAI,
Й ф CQ гэ га
няют разделку кромок с
притуплением и зазором
между стыкуемыми листами
4 мм. В процессе сварки
зазор между стыкуемыми ли-
стами заполняется расплав-
ленным металлом электрода
и полностью исчезает.
В чертежах КМД размеры
стыкуемых деталей назнача-
ют без учета зазора. Длина
стыкованных деталей умень-
шается за счет усадки свар-
ного шва.
В связи с тем, ечто в на-
чале и в конце стыкового
шва образуются кратеры,
непровары и другие дефек-
ты сварки, начинать и окан-
чивать стыковые швы сле-
дует на специальных вывод-
ных планках, изготовляемых
из листового металла той же
толщины, что и стыкуемые
листы. Выводные планки
являются технологической
деталью, и поэтому в черте-
же их не показывают и не
заносят в спецификацию
чертежа, они заказываются
отделом главного технолога.
При сварке встык ли-
стов разной толщины при
перепаде на сторону свыше
2 мм необходимо делать
скос более толстого листа в
сторону шва с наклоном
1:5. Этим достигается бо-
лее плавный переход от од-
ной толщины к другой и
уменьшается концентрация
напряжений. Такое же тре-
бование следует- предъяв-
лять к стыковке листов раз-
личной ширины.
При сварке встык ли-
стов большой (свыше 60 мм)
толщины применяют метод
бездуговой сварки (элек-
трошлаковая сварка), при
котором ток проходит че-
рез расплавленный флюс
(шлак). Выделяемого тепла
достаточно для плавления
основного и электродного
материалов. Зазор в стыке
при электрошлаковой свар-
ке должен быть не менее
20 мм, разделка кромок не
требуется.
30
Расчетные формулы для стыковых сварных швов аналогичны расчетным
формулам для стыкуемых элементов:
на осевое сжатие
Ощ = - . N Рщ <₽»; (II. п
на осевое растяжение Ош = N Р ш (И. 2)
на изгиб Ош = М W . (П.З)
на одновременное действие изгиба и осевого растягивающего усилия
на одновременное действие изгиба и осевого сжимающего усилия
(П.4)
(П.5)
(Тц] —
N
Рш
М пев
При напряжениях небольших от сжимающей силы и больших от изгиба не-
обходимо проверить напряжение в растянутой зоне
аш =----+ -#-</?“. (П.6)
W ш н
В этих формулах рабочей площадью шва является его продольное сечение,
соответствующее поперечному сечению элемента
Р ш = ^цЛш* (П«7)
Высоту шва принимают равной толщине соединяемых листов, если они од-
нбй толщины, или толщине более тонкого листа при сварке листов разной толщи-
ны. Если начало и конец шва выведены на выводные планки, длину шва /ш прини-
мают равной ширине стыкуемых деталей. Если этого нет, /ш принимают на 10 мм
меньше ширины стыкуемых деталей.
Момент сопротивления сварного шва
ГШ = -^Е. (II.8)
При расчете на срез
где
__ Q ' S Г) с в
Тш “ / . /гш С ^СР’
(П.9)
Сварные соединения встык, работающие на одновременное действие изгибаю-
щего момента и перерезывающей силы, необходимо проверять по формуле
/^+‘’ш,-^ + Зт2~< 1,15/?» (НЛО)
о
оШд;,
— нормальные напряжения в сварном соединении по двум взаимно
%шху
перпендикулярным направлениям;
— напряжения в сварном соединении от среза.
31
В связи с тем, что стыковые сварные соединения подвергаются 100%-ному
физическому контролю, их не рассчитывают, а принимаю^ равнопрочными классу
стали соединяемых деталей. При соединении деталей из стали разных классов сты-
ковое сварное соединение принимают равнопрочным более низкому классу стали.
Стыковка профильного металла встык с V-образной разделкой кромок при
помощи ручной сварки — трудоемкий процесс и применяется в тех случаях,
когда стык невозможно осуществить с помощью стыковых накладок. При выпол-
нении стыков на стыковых накладках все швы, крепящие накладки к стыкуемым"
элементам, являются угловыми.
Сварные соединения внахлестку выполняются при помощи угловых швов с
накладками и без них.. Угловые швы бывают фланговыми (вдоль линии действия
усилия) и лобовыми (перпендикулярно линии действия усилия). Фланговые и
лобовые швы различают не только расположением по отношению к действующему
усилию, но также и по их работе. Фланговые швы работают только на срез, лобовые
швы испытывают одновременно срез, растяжение или сжатие и изгиб. Однако ло-
бовые швы в большинстве случаев разрушаются от среза, кроме того жесткость
лобовых швов и их прочность при действии статической нагрузки несколько вы-
ше фланговых. Для упрощения расчета лобовые швы можно рассчитывать, как
фланговые только на срез
Л/ г»СН
Тш = < Rv • - (П.IF)
В зависимости от формы поперечного сечения угловые швы могут быть выпук-
лые и вогнутые в виде треугольника с отношением катетов 1 : 1 в соединениях,
работающих на статическую нагрузку, и 1 t 1,5 в соединениях, работающих на
динамическую нагрузку. Размер шва обозначают по катету вписанного в сечение
шва равнобедренного прямоугольного треугольника 1гш.
Угловые швы выполняют ручной, автоматической и полуавтоматической свар-
кой за один или несколько проходов. При автоматической сварке можно выпол-
нить за один проход шов толщиной до 14 мм, при полуавтоматической и ручной —
до 8 мм. Напряжения, возникающие в угловом сварном соединении в процессе
сварки, зависят от количества слоев. При автоматической и полуавтоматической
сварке провар в корне шва глубже, чем при ручной, поэтому при работе такого
шва на срез в работу включается также и часть основного металла, находящаяся
в зоне проплавления. Эти факторы при определении площади поперечного сечения
угловых сварных швов учитывают введением коэффициента р
(11.12)
где /гш — толщина шва;
2/ш — суммарная длина всех участков угловых швов соединения (фланговых
и лобовых), при этом длину каждого участка шва принимают без уче-
та участков непровара в начале и конце швов, принимаемых равными
5 мм}
Р == коэффициент сварки, равный при сварке:
Однопроходной:
автоматической (йш 12 мм).......................................... 1.0
полуавтоматической (йш 8 лш)..................................... 0>85
Двух- и трехпроходной:
автоматической .................................................. 0,90
полуавтоматической............................................. 0,80
Ручной* многопроходной (более трех) автоматической и полуавтомати-
ческой .................................................... Р,70
Усилия от одного элемента нахлесточного соединения к другому через угло-
вые фланговые швы передаются неравномерно по всей длине шва. Наибольшие
напряжения возникают в крайних точках, затем происходит перераспределение
напряжений по длине шва. Однако при длинных фланговых швах и малой их тол-
щине напряжения в крайних точках шва могут достичь предела прочности раньше,
чем произойдет перераспределение напряжений, что приведет к образованию тре-
щин и разрушению сварного соединения. Поэтому СНиП П-В. 3—72 ограничи-
32
вает наибольшую расчетную длину флангового шва, ее принимают в зависимости
от толщины шва (/ш < 60Агш). Это ограничение не распространяется на сварные
соединения, в которых усилие, воспринимаемое фланговым швом, возникает на
всем его протяжении, например: поясные швы сварных двутавровых балок, швы
приварки опорных ребер и т. п. В этом случае длина флангового шва не ограничи-
вается. Минимальная длина углового шва 40 мм, или 4 /1ш. Толщина углового шва
должна быть не менее 4 мм (за исключением случаев соединения деталей толщи-
ной менее 4 мм), но не более 1,2 б (б — наименьшая толщина соединяемых деталей).
Для уменьшения внутренних напряжений, возникающих при остывании сварного
соединения, и для предотвращения образования трещин в наплавленном металле
и околошовной зоне основного металла толщину шва при ручной сварке в зависи-
мости от толщины свариваемых деталей по СНиП И-В. 3—72 рекомендуется при-
нимать по •Табл. 11.3.
При приварке прокатных профилей (уголков, швеллеров, двутавров) при на-
значении толщины шва необходимо учитывать, что кромки их имеют скругление
угла, поэтому толщина шва должна быть на 1—3 мм меньше толщины элемента.
Наибольшую толщину шва определяют из условия плавного перехода шва в дугу
скругления профиля.
Угловые швы при работе на изгиб
(11.13)
рйш4
где — момент сопротивления продольного сечения шва.
6
Расчет угловых швов, работающих на изгиб и осевую силу, производится
по формуле
Л/ . А4 T-jCB /ТТ 1
Тш = + с Ry ‘ п’4)
Угловые швы, работающие на изгиб и срез,
,и=1/уЦ1 + (-1Л’.= '?. (ii.is)
Определение напряжений в сварных соединениях по приведенным формулам —
трудоемкая работа; более удобно производить расчет сварных соединений,
пользуясь допускаемыми усилиями на угловые швы по табл. II.4. Приняв толщину
шва и определив по таблице допускаемое усилие на шов [М, можно определить
требуемую длину сварного шва
(П.16)
Приняв конструктивно длину сварного шва, можно определить усилие,
приходящееся на 1 см сварного шва и по табл. II. 4. выбрать требуемую его
толщину
= (П.17)
Более удобны для пользования графики зависимости длины угловых швов от
приходящихся на эти швы усилий (рис. II.7 — рис. 11.10) приР = 0,7 и расчёт-
TV
ной формуле нт у- < составленные авторами,Графики составлены по прин-
Р^ШлШ *
ципу отраженного луча. Пользуясь графиком, можно сразу определить толщину
и длину шва.
Для сварки элементов металлоконструкций необходимо применять материалы,
соответствующие классу свариваемых сталей и обеспечивающие необходимые
свойства сварных соединений и требуемую технологию их выполнения. Материал
Для механизированной и ручной сварки выбирают в соответствии с приложением
3 СНиП П-В.З — 72.
2 6—3005
33
Таблица 11.3. Минимальные толщины Иш угловых швов
। Минимальные толщины швов, лои» при толщине более толстого из свариваемых элементов, мм 61—80 £2 | £3 1 , S 1 1 СЧ
о СО Г 10 1 12 10 12 о о сч О
33—40 [ - 10 12 10. 12 ОО СП сч о
23—32 со о QO о Г- 00 о 00
17—22 СО ОО •СО 00 • со О- 00 СО
11—16 СО 00 СО 00 ю со 00 СО
01—9 хГ со 'Ф со ТГ LQ СО ГГ
Класс стали С38/23 — С46/33 С52/40 — С60/45 С38/23 — С46/33 С52/40 — С60/45 С38/23 — С46/33 С52/40 С60/45 | С38/23 —С46/33 |
Вид соедине- ния Соединение с двухсто- ронними угловыми швами ‘ То же То же ! S 6 я 1 S 1 ш g 8 g I 5 g
S йй о, са 8 0> Ручная Автомати- ческая и полуавто- матическая То же То же |
Группа конструкций и отдельные элементы Конструкция I, II» III, IV и VI групп Конструкции I и II групп и креп- ление фасонок к поясам ферм Конструкции III, IV, и VI групп (кроме крепления фасонок к поя- сам ферм) Крепление ребер жесткости и диафрагм конструкций III, IV и VI групп
Примечания: 1. В конструкциях из стали классов €70/60 и С85/75, а также из стали всех классов при толщине элементов более 80 мм ми-
нимальные толщины угловых швов принимаются по специальным техническим условиям, утвержденным или согласованным в установленном по-
рядке.
2. В конструкциях из стали класса С38/23—С52/40, возводимых в районах с расчетными температурами наружного воздуха ниже минус 40® G»
минимальные толщины швов принимаются такими же, как для стали класса С60/45.
34
Таблица 11.4. Допускаемые усилия на угловые швы
и
а>
®са
Допускаемые усилия, тс/см, на угловые швы толщиной
Лш, мм
s
2 а 5
Сварка Коэффи сварки Класс < сварива констрз 3 4 5 6 8 10 12 14 16 18 20
С38/23 0,45 0,60 0,75 0,90 1,20 1,50 1,80 2,10 — -
С44/29 0,54 0,72 0,90 1,08 1,44 1,80 2,16 2,52 — —
Однопроходная 1,0 С46/33 0,60 0,80 1,00 1,20 1,60 2,00 2,40 2,80 —
автоматическая С52/40 0,66 0,88 1,10 1,32 1,76 2,20 2,64 .3,08 — —*
С60/45 0,72 0,96 1,20 1,44 1,92 2,40 2,88 3,36 — 1— .—
С38/23 4 1,62 1,89 2,16 2,43 2,70
Двух-и трехпро- С44/29 .1 —- 1,94 2,27 2,59 2,92 3,24
ходная автома- 0,9 С46/33 — — i — 2,16 2,52 2,88 3,24 3,60
тическая С52/40 —- «май 2,38 2,77 3,17 3,56 3,96
С60/45 — — — 1—> — — 2,59 3,02 3,46 3,89 4,32
С38/23 0,38 0,51 0,64 0,76 1,02 — —
Однопроходная С44/29 0,45 0,61 0,76 0,92 1,22 — —
полуавтомати- 0,85 С46/33 0,51 0,68 0,85 1,02 1,36 —— — — — —•.
ческая С52/40 0,56 0,75 0,93 1,12 1,50 — -г» —- — .—1 я
С60/45 0,61 0,82 1,02 1,22 1,63 —’
С38/23 — ,— 1,20 1,44 1,68 1,92 2,16 2,40
Двух-и трехпро- С44/29 — — — 1,44 1,73 2,02 2,30 2,59 2,88
ходная полуав- 0,8 С46/33 —— — — 1,60 1,92 2,24 2,56 2,88 3,20
томатическая С52/40 — .1 II — 1,76 2,11 2,46 2,81 3,16 3,52
С60/45 — — — — 1,92 2,30 2,69 3,07 3,45 3,84
Ручная, много- С38/23 0,31 0,42 0,52 0,63 0,84 1,05 1,26 1,47 1,68 1,89 2,10
проходная (более С44/29 0,37 0,50 0,63 0,75 1,01 1,26 1,51 1,76 2,02 2,27 2,52
трех) автомати- 0,7 С46/33 0,42 0,56 0,70 0,84 1,12 1,40 1,68 1,96 2,24 2,52 2,80
ческая и полуав- С52/40 0,46 0,61 0,77 0,92 1,23 1,54 1,85 2,16 2,46 2,77 3,08
томатическая С60/45 0,51 0,67 0,84 1,01 1,34 1,68 2,02 2,35 2,69 3,02 3,36
При применении для угловых швов сварочных материалов, которые соответ-
ствуют стали более высокого класса, расчетные сопротивления сварных соедине-
ний необходимо принимать как для более высокого класса, но не выше 1,4
(здесь — расчетное сопротивление сварного соединения на срез, соответствую-
щее классу стали данной конструкции). В этом случае необходимо произвести про-
верку прочности на срез основного металла на границе сплавления его со швом.
По протяженности угловые швы могут быть сплошными и прерывистыми. Пре-
рывистые швы обладают некоторыми преимуществами перед сплошными, напри-
мер, уменьшаются объемы сварочных работ и деформации от сварки. Однако пре-
рывистые швы имеют и недостатки, препятствующие их более широкому примене-
нию. Прерывистые швы нерационально выполнять автоматами из-за частого пре-
рывания сварки и перемещения сварочной аппаратуры. Кроме того, в начале и в
конце каждого участка шва образуются концентраторы напряжений, отрицательно /
влияющие на работу такого сварного соединения. По этой причине допускается I
применение прерывистых швов только для вспомогательных и слабойагруженных /
конструкций и элементов с напряжением менее 0,4 расчетного сопротивления. I
Для всех остальных конструкций применение прерывистых швов не допускается. \
В прерывистых швах расстояние в свету между участками швов не должнсь^
превышать 156 в сжатой зоне сварного соединения и 306 — в растянутой (6 —
толщина более тонкого из свариваемых элементов). -
. 4”60 t
Прерывистые швы обозначают следующим образом: jgg- (в числителе —
толщина и длцр участков шва, в знаменателе — расстояние в свету между
2*
35
ними). Длину и толщину участков шва в прерывистом сварном соединении следует
назначать минимальными в соответствии с рекомендациями СНиП П-В .3—72.
В нахлесточных сварных соединениях со сплошными и прерывистыми швами ве-
личина напуска одного элемента на другой должна быть не менее 56.
Рис. II.7. График зависимости длины валиковых швов от усилий при R =
= 1500 кгс/см\ электроды, Э42, Э42А.
Разрабатывая чертежи КМД сварных конструкций, особое внимание следует
УДАЛЯТЬ их технологичности, уменьшению трудоемкости изготовления. С этой
необходимо предусматривать такие конструктивные формы элементов, ко-
торь|е позволяли бы применить высокопроизводительные способы сварки (автома-
тическую и полуавтоматическую); расположение сварных швов в элементах долж-
но быть таким, чтобы обеспечивался свободный доступ к месту их наложения при
36
производстве сварочных работ и контроле за их качеством, а также максимальное
сокращение кантовки конструкций в процессе их изготовления.
Сварные соединения обладают недостатками, одним из которых являются сва-
рочные деформации, оказывающие отрицательное влияние на работоспособность и
Рис. IL8. График зависимости длины валиковых швов от усилий при7? ==
*= 1800 кг/см*, электроды Э46, Э46А.
внешний вид конструкций. При разработке чертежей КМД необходимо преду-
сматривать мероприятия, уменьшающие сварочные деформации:
толщина швов и их длина должны быть минимальными, так как усадка от
сварки пропорциональна объему наплавленного металлам
избегать сосредоточения большого количества сварных швов в одном месте,
пересечения их и близкого расположения параллельных швов;
37
стремиться к симметричному размещению сварных швов относительно центра
тяжести конструктивного элемента.
Вследствие различной жесткости сварных,; заклепочных и болтовых соедине-
ний металлических конструкций применение комбинированных соединений, в
которых часть усилия воспринимается сварными швами, а часть — заклепками или
болтами, запрещатся. Однако применение элементов, в которых заводские соеди-
нения приняты сварными, а монтажные — болтовыми или на заклепках,
допустимо.
38 /
Рис. II. 10. График зависимости длины валиковых швов от усилий при А =з
= 2200 кгс!см\ электроды Э60А.
11.5. КОНСТРУИРОВАНИЕ БОЛТОВЫХ СОЕДИНЕНИЙ
Болтовые соединения широко применяют при монтаже металлоконструкций.
Для выполнения их не требуется специальное оборудование. Поэтому в радиобаш-
нях, радиомачтах, опорах ЛЭП и других, сооружаемых зачастую вдали от насе-
ленных пунктов, от оборудованных строительных площадок, следует применять
монтажные соединения на болтах грубой, нормальной и повышенной точности,
а также на высокопрочных.
Болты грубой и нормальной точности в соответствии со СНиП П-В.3—72 раз-
решается применять для крепления: —
39
Таблица II 5. Расчетные сопротивления 7?6 болтовых соединений
Болты Соединение Напряженное со- стояние и группа соединения Условное обозна- чение
Повышенной точ- ности Одноболтовые и мно- гоболтовые Растяжение Срез В Смятие В о. s о е.\о и ю и Ом О? *
Нормальной точ- ности Одноболтовые Растяжение Срез В Смятие В ** с Ясм
Многоболтовые Растяжение Срез Смятие ex S \о й-Ю U \О U О'
Грубой точности Одноболтовые Растяжение Срез Смятие 1. ^з ^з О О\ О Ок *0 Ок ЗЕ ’’3
Многоболтовые Растяжение Срез Смятие Да n а п с\-о ск S “
Примечание. В соединяемых элементах из сталей классов С38/23, С44/29. С46/33 при
и расстояния между центрами болтов до 2d расчетное сопротивление смятию должно быть
прогонов, элементов фонарей^ связей по верхним поясам стропильных ферм (при
наличии связей по нижним поясам или жесткой кровли), вертикальных связей по
фермам и фонарям, элементов фахверка;
стропильных и подстропильных ферм к колоннам, а также стропильных ферм
к подстропильным, в случае передачи вертикального опорного давления через
столик;
подкрановых балок между собой и их нижних поясов к колоннам;
балок рабочих площадок, которые не подвергаются непосредственному воз-
действию динамических нагрузок, при передаче вертикального опорного давления
через столик; %
прочих второстепенных конструкций,
Во всех остальных случаях применяют бплты повышенной точности и
высокопрочные. Применение болтов повышенной точности должно быть
ограничено.
Усилия,, действующие на болтовое соединение, вызывают в нем сдвиг соединя-
емых элементов в плоскости их соприкосновения или отрыв одного элемента от
40
_ Расчетные сопротивления, кгс/см2
Растяжению и срезу болтов из стали класса Смятию соединяемых ЦИЙ ИЗ CT3J элементов конструк- та класса
4.8 5.6 5.8 б.С 8.8 С38/23 С44/29 С46/33 С52/40
—— 1600 — 1900 2400 4000 — — — —
— 1600 — 1800 2000 3000 — — — —
— — — -— —- — 3800 4700 5200 6100
1700 1600 2100 1900 2400 4000 — — — -—
1500 1600 1700 1800 2000 3000 — — — —
— — — — — — 3800 4700 5200 6100
1700 1600 2100 1900 2400 4000 — — — —
1300 1400 1500 1600 1700 2500 — — — —
— . — — — — — 3400 4200 4600
1700 1600 2100 1900 2400 — — — — —
1500 1600 1700 1800 2000 — — — —— —
—- — — — — 3800 — — —
1700 1600 2100 1900 2400 — — .— —— —
1300 1400 1500 1600 1700 — — — — —
— — — — — . — 3400 — — —
уменьшении расстояния вдоль усилияот края элемента до центра ближайшего болта до 1,5d
снижено на 15%.
другого. При сдвиге соединяемых элементов происходит смятие стержня болта и
стенок отверстий (выкол листа), а также срез болта по его поперечному сечению
в плоскости соприкосновения соединяемых элементов. В зависимости от количест-
ва соединяемых одним болтом элементов срез стержня болта может происходить
в одной, двух или более плоскостях. В соответствии с этим болты могут быть од-
но-, двухсрезными и т. д.
Расчетные сопротивления болтовых соединений принимаются по СНиП
П-В.3-72 (табл. П.5).
Расчет болтовых соединений, воспринимающих продольные силы, произ-
водится по формулам:
на срез
N -- рб ,
пп{.п-------
СР 4
(И. 18)
41
Таблица 11.6. Допускаемые усилия на один болт нормальной точности
Напряженное состояние Соединение Сумма тол- щин элемен- тов, сминае- мых в одном направлении во, мм
Растяжение болтов из стали класса: 4,6 5,6 8,8 Одноболтовое, много- болтовое —
Срез болта из стали класса: 4,6 5,6 8,8 Одноболтовое
4,6 5,6 8,8 Многоболтовое —
Смятие элементов из стали класса: Одноболтовое 6 8 10 12 14 16 18 20 22 25 30 •
С 38/23 Многоболтовое 6 8 10 12 14 16 18 20 22 25
С 44/29 Одноболтовое 6 8 10 12 14. 16 18
42
Диаметр болта, мм
12 14 16 18 . 20 1 22 | 24 | 27 | 30
— Площадь болта FHT, см2
0,85 1,16 , 1,60 1,97 2,49 3,08 3,59 4,67 5,65
1,45 1,97 2,72 3,35 4,23 5,23 6,10 7,94 9,60
1,78 2,43 3,36 4,14 5,23 6,47 7,54 9,81 11,86
3,40 4,64 6,40 7,88 9,96 12,32 14,36 18,68 22,60
1,70 2,31 3,01 3,81 4,71 5,70 6,78 8,58 10,60
1,92 2,62 3,42 4,32 5,34 6,46 7,68 9,72 12,02
3,39 4,62 6,03 7,62 9,42 11,40 13,56 17,16 21,21
1,47 2,00 2,61 3,30 4,08 4,94 5,87 7,43 9,19
1,70 2,31 3,01 3,81 4,71 5,70 6,78 8,58 10,60
2,82 3,85 5,02 6,35 7,85 9,50 11,30 14,30 17,67
2,73 3,19 3,65 4,10 4,56 5,02 5,47 6,15 6,84
3,65 4,25 4,86 5,47 6,08 6,69 7,30 ’ 8,21 9,12
4,56 5,32 6,08 6,84 7,60 8,36 9,12 10,26 11,40
5,47 6,38 7,30 8,21 9,12 10,03 10,94 12,31 13,68
6,38 7,45 8,51 9,57 10,64 11,70 12,77 14,36 15,96
7,30 8,51 9,73 10,94 12,16 13,37 14,59 16,41 18,24
9,57 10,94 12,16 12,31 13,68 15,05 17,10 13,68 15,20 16,72 19,00 22,80 15,05 16,72 18,39 20,90 25,08 16,41 18,24 20,06 22,80 27,36 18,47 20,52 • 22,57 25,65 30,78 20,52 22,80 25,08 28,50 34,20
2,45 2,85 3,26 3,67 4,08 4,49 4,90 5,50 6,12
3,26 3,81 4,35 4,90 5,44 5,98 6,53 7,34 8,16
4,08 4,76 5,44 6,12 6,80 7,44 8,16 9,18 10,20
4,90 5,71 6,53 7,34 8,16 8,97 9,79 11,01 12,24
5,71 6,66 7,61 8,57 9,52 10,47 11,42 12,85 14,28
6,53 7,61 8,70 9,79 10,88 11,97 13,05 14,69 16,32
8,57 9,79 10,88 11,02 12,24 13,46 12,24 13,60 14,96 17,00 13,46 14,96 16,37 18,60 22,32 14,69 16,32 17,95 20,40 24,48 16,52 18,36 20,20 22,95 27,54 18,36 20,40 22,44 25,50 30,60
3,38 3,95 4,51 5,07 5,64 6,20 6,77 7,61 8,46
4,51 5,26 6,01 6,77 7,52 8,27- 9,02 10,15 11,28
5,64 6,58 7,52 8,46 9,40 10,34 11,28 12,69 14,10
6,77 7,90 9,02 10,15 11,28 12,41 13,53 , 15,23 16*92
7,90 9,21 10,53 11,84 13,16 14,47 15,79 17,76 19,74
10,53 12,03 13,53 13,53 15,23 15,04 16,92 16,54 18,61 18,05 20,30 20,30 22,84 22,56 25,38
43
Напряженное состояние Соединение Сумма тол- щин элемен- тов, сминае- мых в одном направлении е<5, мм
С44/29 Одноболтовое 20 22 25
Многоболтовое 6 8 10 12 14 16 18 20 22 25
С46/33 Одноболтовое 6 8 10 12 14 16 18 20 22 25
Многоболтовое 6 8 10 12 14 16 18 20 22 25
на смятие
nd%8 *см ’ (11.19)
где N — расчетная продольная сила, действующая на болтовое соединение;
п — количество болтов в соединении;
иср —число срезов одного болта;
d — диаметр отверстия ддя одного болта;
44
Продолжение табл. П.6
Диаметр болта, мм
12 14 16 18 20 | 22 1 24 | | 27 | 30
Площадь болта FHT, см2
0,85 1,16 1,60 1,97 2,49 3,08 3,59 4,67 5,65
- 18,80 20,68 22,56 25,38 28,20
22,75 24,81 27,92 31,02
28,20 31,72 35,25
3,02 3,53 4,03 4,53 5,04 5,54 6,05 6,80 7,56
4,03 4,70 5,37 6,05 6,72 7,39 8,06 9,07 10,08
5,04 5,88 6,72 7,56 8,40 9,24 10,08 11,34 12,60
6,05 7,05 8,06 9,07 10,08 11,09 12,10 13,61 15,12
8,23 9,41 10,58 11,76 12,93’ 14,11 15,87 17,64
10,75 12,10 13,44 14,78 16,13 18,14 20,16
13,61 15,12 16,63 18,15 20,41 22,68
16,80 18,48 20,16 22,68. 25,20
20,33 22,17 24,95 27,72
25,20 28,35 31,50
3,74 4,37 4,99 5,61 6,24 6,86 7,49 8,42 9,36
4,99 5,82 6,65 7,49 8,32 9,15 9,98 11,23 12,48
6,24 7,28 8,32 9,36 Л 0,40 11,44 12,48 14,04 15,60
7,48 8,74 9,98 11,23 12,48 13,73 14,99 16,85 18,72
10,19 11,65 13,10 14,56 16,01 17,48 19,65 21,84
13,31 14,97 16,64 18,30 19,98 22,46 24,96
16,85 18,72 20,59 22,48 25,27 28,08
20,80 22,88 24,96 28,08 31,20
27,48 30,89 34,32
35,10 39,00
3,31 3,86 4,41 4,97 5,52 6,07 6,62 7,45 8,28
4,41 5,15 5,89 6,62 7,36 8,10 8,83 9,93 11,04
5,52 6,44 7,36 8,28 9,20 10,12 11,04 12,42 13,80
6,62 7,73 8,83 9,93 11,04 12,14 13,25 14,90 16,56
10,30 11,59 ' 12,88 14,17 15,45 17,39 19,32
13,25 14,72 16,19 17,66 19,87 22,08
16,56 18,21 19,87 22,35 24,84
20,24 22,08 24,84 27,60
24,29 27,32 30,36
31,05 34,50
2*о —наименьшая суммарная толщина элементов, сминаемых в од-
ном направлении;
Ясбр, /?р —расчетные сопротивления срезу и смятию болтовых соединений.
Расчет болтовых соединений на растяжение
N
^нт
»б
Р’
(11.20)
, 45
Таблица IL7. Допускаемые усилия на высокопрочные болты
Диаметр, мм. Площадь бол- та, см2 Материал болта Допускаемое усилие, тс на одну
С38/23 |
болта отвер- стия ^бр FHt Пневматиче- ская f = 0,45 Химическая f == QA5 Огневая 7 — = 0,40 Стальными щетками, f = 0,35 Без обработ- ки, f = 0,25
20 23 3,14 2,49 Ст. 35 5,24 5,24 4,66 4,08 2,91
Ст. 40Х 7,21 7,21 6,60 5,40 4,00
Ст. 40ХФА Ст. 38ХС 8,85 8,85 7,86 6,88 4,91
22 25 3,80 3,08 Ст. 35 6,49 6,49 5,76 5,04 3,60
Ст. 40Х 8,92 8,92 7,93 6,94 4,95
Ст. 40ХФА, Ст. 38ХС 10,95 10,95 9,73 8,51 6,08
24 28 4,52 3,59 Ст. 35 7,56 7,56 6,72 5,88 4,20
Ст. 40Х 10,40 10,40 9,24 8,08 5,77
Ст. 40ХФА, Ст. 38ХС 12,76 12,76 11,34 9,92 7,09
27 где п Fa где 30 — ко. г — ПЛ( — НОМ1 5,73 личеств )щадь । «нальнь 4,67 о болте сечения »ш сред Ст. 35 9,83 9,83 8,74 7,65 5,46
Ст. 40Х 13,52 13,52 12,02 10,52 7,51
Ст. 40ХФА, Ст. 38ХС )в; [ болта нетто: р ~ ..... j j 1 НТ 1g 1 2 дий диаметр резь( я -я Я «3 — ”1 0 16,60 \2 h <4 j • 5ы; 16,60 14,75 12,91 9,22 (П.21)
— номинальный внутренний диаметр резьбы;
Н — теоретическая высота резьбы.
46
плоскость трения при одном болте для конструкций из стали класса
| С44/29; С46/33; С52/40 | С60/45; С70/60; С85/75
Обработка поверхности
Пневматиче- ская f = 0,55 Химическая f == 0,50 Огневая, f = 0,45 Стальными щетками f == 0,35 Без обработ- ’ ки f = 0,25 Пневматиче- ская f== 0,55 I i Химическая f = 0,50 Огневая f = 0,45 Стальными щетками /= 0,40 I Без юбработ- ки 1 == Ш35
6,41 5,83 5,24 4,08 2,91 6,41 5,83 5,24 4,66 4,08
8,81 8,01 7,21 5,60 4,00 8,81 8,01 7,21 6,40 5,60
10,81 9,83 8,85 6,88 4,91 10,81 9,83 8,85 7,86 6,88
7,93 7,21 6,49 5,04 3,60 7,93 7,21 6,49 5,76 5,04
10,90 9,91 : 8,92 6,94 4,95 10,90 9,91 8,92 7,93 6,94
13,38 12,16 10,95 8,51 6,08 13,38 12,16 10,95 9,73 8,51
9,24 8,40 7,56 5,88 4,20 9,24 8,40 7,56 6,72 5,88
12,70 11,55 10,40 8,08 5,77 12,70 11,55 10,40 9,24 8,08
15,59 14,18 12,76 9,92 7,09 15,59 14,18 12,76 11,74 9,92
12,02 10,92 9,83 7,65 5,46 12,02 * 10,92 9,83 8,74 7,65
16,53 15,02 13,52 10,52 7,51 16,53 15,02 13,52 12,02 10,52
20,28 18,44 16,60 12,91 9,22 20,28 18,44 16,60 14,75 12,91
Болтовые соединения следует применять в конструкциях, работающих только
на статическую нагрузку. Исключения составляют соединения на высокопрочных
болтах, которые в настоящее>время получают все более широкое распространение
в монтажных соединениях. Сущность работы высокопрочных болтовых соедине-
ний заключается в создании при натяжений болта силы трения между соприкасаю-
щимися поверхностями соединяемых деталей, что достигается специальной обра-
боткой поверхностей кварцевым песком или металлическим порошком, раствора-
ми кислот и травильными пастами, многопламенными горелками, стальными
Щетками.
Расчетное усилие, воспринимаемое каждой поверхностью трения соединяемых
элементов, стянутых одним высокопрочным болтом,
N6 = Pfm> (11.22)
47
где f — коэффициент трения, зависящий от способа предварительной обработки
соприкасающихся поверхностей и принимаемый по СНиП П-В.3—72;
т == 0,9 — коэффициент условий работы болтового соединения;
Р — осевое усилие натяжения высокопрочных болтов, зависящее от меха-
нических свойств болтов после их термообработки;
Р = 0,65crBFHT, (П.23)
где (Ув — временное сопротивление на разрыв стали высокопрочных болтов пос-
ле термической обработки в изделии;
FHt — площадь сечения болта нетто, определяемая по формуле (11.21).
Для высокопрочных болтов применяют сталь: углеродистую 35 по ГОСТ
1050—74; легированную 40 X по ТУ 14-4—87—72 и ЧОХФА и 38ХС по ГОСТ
4543—71, термически обработанную в готовом изделии.
Марка стали 35 40Х 40ХФА, 38ХС
Временное сопротивление болтов разрыву после тер- мической обработки, кгс[см\ не менее 8000 11000 13500
Для расчетов удобнее пользоваться допускаемыми усилиями на болты
(табл. II.6; табл. II.7), определенными для различных диаметров и различных ма-
рок стали болтов и соединяемых элементов.
Требуемое количество болтов
n = w (IL24)
где У —усилие, действующее на соединение;
[ХбГ — допускаемое усилие на болт.
Изготовление болтовых конструкций более трудоемкий процесс по сравнению
с изготовлением сварных. Это объясняется увеличением объемов работ по обработ-
ке деталей (образование отверстий под болты). Правильное конструирование
болтовых соединений и размещение болтов, определение их количества сни-
жает трудоемкость изготовления конструкций. При конструировании болты
необходимо размещать так, чтобы были обеспечены требуемая прочность соедине-
ния и наилучшая передача усилия с одного элемента болтового соединения на
другой. Этим требованиям отвечают такие болтовые соединения, в которых
болты размещены с учетом следующих рекомендаций:
Расстояние межу центрами болтов в любом направлении!,
минимальное ............................................
максимальное в крайних рядах без окаймляющих уголков при
растяжении и сжатии....................... . . *......
максимальное в средних рядах, а также в крайних с окайм-
ляющими уголками при растяжении.......................
то же, при сжатии ........................ • .........
Расстояние от центра болта до края элемента:
минимальное вдоль усилия ...............................
> поперек усилия при обрезных кромках ....
то же, при прокатных .................................
максимальное..........................................
3d
3d или 123
16d или 243
12d или 183
2d
l,5d
l,2d
4d или 86
Расстояния между болтами находятся в прямой зависимости от диаметра
отверстия: минимальные расстояния между болтами приняты из условия обеспе-
чения прочности основного материала, а максимальные диктуются условиями обес-
печения плотного прилегания соединяемых деталей друг к другу. Кроме того, рас-
стояние между болтами зависит от назначения болтового соединения: в стыках,
а также при работе соединения на сжатие расстояния между болтами назначают-
48
ся минимальными, что значительно уменьшает размеры стыковых накладок и уз-
ловых фасонок; соединительные и конструктивные болты, а также болты в соеди-
нениях, работающих на растяжение, следует располагать на максимальных рас-
стояниях, что уменьшает количество болтов и снижает трудоемкость изготовления
конструкций. В тех случаях, когда в монтажных соединениях применяют болты
грубой и нормальной точности, необходимо предусматривать мероприятия, пре-
дотвращающие самоотвинчивание гаек (постановка контргаек, приварка гаек, за-
чеканка резьбы).
Глава III. БАЛКИ И БАЛОЧНЫЕ КЛЕТКИ
111.1. НАЗНАЧЕНИЕ И КЛАССИФИКАЦИЯ БАЛОЧНЫХ КЛЕТОК
1 — главные балки; 2 >— вто-
ростепенные балки; 3 » ко-
лонны или стойки.
Балки и балочные клетки широко применяют в промышленных зданиях и
сооружениях, гражданских зданиях, специальных и инженерных сооружениях
и т. п. Балки являются основным элементом конструкций, работающих на изгиб.
Конструктивное решение простейших балочных ~ ,
клеток приведено на рис. Ш.1.,Балки по харак-
теру работы делят на главные и второстепенные. ~
Главные балки воспринимают всю нагрузку, при-
ходящуюся на балочную клетку, и передают ее на
опоры. Опорами могут служить основные колонны
или стены здания, а также специальные колонны
или стойки, поддерживающие балочную клетку. На
главные балки опираются второстепенные, воспри-
нимающие нагрузку с части площади балочной
клетки и передающие ее на главные балки. На вто-
ростепенные и главные укладывают настил, непо-
средственно воспринимающий нагрузку. Настил
может быть выполнен из сборных железобетонных
плит, монолитного железобетона или металла (ли-
стовая рифленая сталь, просечно-вытяжная или
ребристый).
Расположение второстепенных балок в балочных клетках может быть:
этажным (отметка верха' второстепенных балок выше отметки верха главных);
повышенным (отметка верха второстепенных балок выше, а низа — ниже от-
метки верха главных);
в одном уровне с главными (верх главных и второстепенных балок находится
на одной отметке);
пониженным (отметка верха второстепенных балок ниже отметки верха
главных);
смешанным (в балочной клетке наблюдаются одновременно все или два любых
типа сопряжения балок из рассмотренных).
Каждый из перечисленных типов сопряжений имеет свои преимущества и
недостатки. При этажном и повышенном расположении балок упрощаюся узлы
сопряжения, проще монтаж, но увеличивается строительная высота перекрытия.
При расположении балок в одном уровне и пониженном уменьшается строительная
высота перекрытия, однако усложняются узлы сопряжений, увеличивается трудо-
емкость изготовления и монтажа балок.
111.2. УЗЛЫ СОПРЯЖЕНИЯ БАЛОК
По конструктивному решению сечения балки могут быть из прокатных про-
филей и составные. Прокатные балки (двутавры по ГОСТ 8239—72 и швеллеры
по ГОСТ 8240—72) применяют чаще всего для второстепенных балок балочных
перекрытий, а также для главных при небольших нагрузках и малой их длине.
49
Если балки из прокатных профилей не удовлетворяют условиям прочности, жест-
кости и устойчивости, применяют балки составного сечения.
В зависимости от конструктивного решения узлов сопряжений балок между
собой и с колоннами различают узлы шарнирные и жесткие или рамные. В шар-
нирных узлах в качестве монтажных соединений принимают болты нормальной
точности и высокопрочные, а также монтажную сварку; в жестких преимущест-
венно монтажную сварку, реже *** высокопрочные болты.
Выбор типа сопряжения балок балочной клетки, взаиморасположение глав-
ных и второстепенных балок, выбор типа монтажных соединений в каждом отдель-
ном случае зависит от условий эксплуатации и размещения технологического
Рис. II 1.2. Сопряжение
балок в балочной клетке:
а — этажное; б — повышен-*
ное; в — в одном уровне;1
г, д, — пониженное;/ — глав-
ные балки; 2 второсте-
пенные балки.
оборудования, строительной высоты перекрытия, диктуется технике-экономи-
ческими соображениями и задается в проекте КМ.
Сопряжение балок между собой зависит от их расположения. При этажном
расположении (рис. III.2) второстепенные балки опираются на верхний пояс
главных, крепление их между собой осуществляется на монтажной сварке или на
болтах грубой или нормальной точности. *В местах опирания второстепенных
балок на главные необходимо проверить стенку главной балки на местное
смятие
асм
(III.1)
где Р — опорная реакция второстепенной балки;
6ГЛ — толщина стенки главной балки; j.
z = b + 2hi условная длина распределения давления опорной реакции;
b — ширина полки второстепенной балки;
hi — толщина верхнего пояса сварной главной балки или расстоя-
ние от наружной грани полки до начала внутреннего закруг-
ления прокатной главной балки;
R расчетное сопротивление стали сжатию.
При невыполнении условия формулы (III. 1) стенки главных балок в местах
опирания второстепенных следует укреплять парными ребрами жесткости, ко-
торые др нижнего пояса балки не доводят.
Стенки второстепенных балок на опоре должны быть проверены на устойчи-
вость от действия опорной реакции Р
°см <f(a+-MSBT
(Ш.2)
где а длина опирания балки;
h2 расстояние от наружной грани полки второстепенной балки до начала
внутреннего закругления;
60
6ВТ толщина стенки второстепенной балки;
Ф — коэффициент продольного изгиба, принимаемый по гибкости % =»
h
= q 29§—> как Для центрально-сжатой стойки высотой h.
При невыполнении условия формулы (Ш.2) стенки второстепенных балок
следует укреплять парными ребрами жесткости, не доводя их до верхнего пояса
балки. • '
Опирание второстепенных балок на главные при их повышенном расположении
осуществляется опиранием на стульчик и главную балку сверху с вырезом ниж-
ней части второстепенной балки. На рис. II 1.3, а показано опирание второсте-
пенной балки на стульчик, приваренный на главную балку. Крепление осу-
ществляется на болтах грубой или нормальной точности или на монтажной
сварке. Монтаж второстепенных балок при таком опирании осуществляется
посадкой сверху, недостатком его является появление дополнительного крутяще-
Рис. II 1.3. Повышенное сопряжение
балок балочной клетки при опирании:
а ••=» на стульчик; б ==- сверху.
го момента в главной балке. Поэтому такое опирание возможно при небольшой ве-
личине опорной реакции второстепенной балки и достаточной жесткости глав-
ной либо в случае одинакового опирания второстепенных балок с обеих сторон
главной. В последнем случае крутящие моменты уравновешиваются. Если отмет-
ка виза второстепенной балки незначительно ниже отметки верха главной, в
нижней части второстепенной балки делают вырез, позволяющий осуществить
ее опирание на главную балку сверху, аналогично опиранию при этажном рас-
положении (рис. III.3, б). В месте выреза второстепенной балки приваривают го-
ризонтальную планку с прорезью для приварки к стенке балки.
Вырез нижней части второстепенной балки при повышенном расположении
может быть оформлен также при помощи уголков или гнутых планок (рис. II 1.3,
б). Узлы опирания балок при этажном и повышенном их расположении преи-
мущественно — шарнирные. Узлы сопряжения балок при расположении их в
одном уровне, а также при пониженном расположении второстепенных балок мо-
гут быть выполнены и шарнирными и жесткими.
При расположении второстепенных балок в одном уровне с главными узлы
их, сопряжения могут быть решены по-разному. Наибольшее распространение по-
лучили узлы соединения балок на вертикальных накладках (узлы УНС — узел,
накладки, стенка балки). Конструкция узла УНС следующая: второстепенную
балку не доводят до стенки главной на 15—20 мм, При этом в ней делают
вырез в верхней части для пропуска верхнего пояса главной балки. Если второ-
степенная и главная балки одинаковой высоты, то во второстепенной делают
вырез в верхней и нижней части. Стенка балки в месте выреза должна быть про-»
верена на срез - . <
т = -^-<Яср, (Ш.з)
ст
51
где Р опорная реакция второстепенной балки;
i Per — площадь стенки балки;
Rep — расчетное сопротивление срезу.
При невыполнении условия по формуле (II 1.3) стенка балки в месте выреза
должна быть усилена. Для сварных балок усиление стенки на опорах выполняют
путем изменения ее толщины. Такое решение ведет к увеличению трудоемкости
изготовления балок и может быть оправдано при технико-экономическом обосно-
вании только для балок длиной более 6 м.
При длине менее 6 м следует принимать
толщину стенки балки одинаковой по всей
длине.
Балки между собой в узлах У НС
соединяют с помощью вертикальных на-
кладок (одной или двух, в зависимости
от величины опорной реакции второсте-
пенной балки). Одну из накладок прива-
ривают на заводе к главной балке, дру-
Рис. II 1.4. Сопряжение ба-
лок в одном уровне:
а, б — узлы У НС; в, г опира-
ние на строганую плиту.
Рис. II 1.5. Жесткое сопряжение
балок водном уровне при высоте:
а — разной; б одинаковой.
•гую отправляют на монтаж вместе со второстепенной балкой на транспортных
болтах. На монтаже узел обваривают монтажным швом. Расположение заводс-
ких и монтажных швов в узлах УНС дано на рис. III.4, а Вместо вертикальных
накладок можно использовать уголки. В качестве монтажйых соединений, кроме
монтажной сварки могут быть применены также и болты грубой или нормальной
точности.
Узлы УНС обладают значительной жесткостью и частично защемляют балку
на опоре, Исследования, проведенные в институте ЦНИИпроектстальконструк-
52
ция, показали, что узлы УНС способны воспринять опорные моменты величиной
до 10—15% от балочных. Эти исследования подтвердили большую простоту и
надежность узлов данного типа; вместе с тем при креплении балок к жесткой
опорной конструкции в узлах УНС развиваются значительные пластические де-
формации, которые не допускают применение узлов данного типа при динамичес-
ких нагрузках и в условиях, способствующих хрупкому разрушению.
Другим распространенным типом сопряжения балок в одном уровне явля-
ется шарнирное опирание второстепенной балки на строганую плиту, приварен-
ную к стенке главной балки (рис. II 1.4, в). Опорную плиту принимают из листа
толщиной 30—40 мм. Швы приварки опорной плиты к стенке главной балки,
посредством которых й присходит передача опорной реакции второстепенной
балки на главную, должны быть рассчитаны на усилие N = 1,5 Р, где Р — опор-
ная реакция второстепенной балки. Увеличение расчетного усилия учитывает
возможную перегрузку швов из-за неточности изготовления или монтажа,
К стенке главной балки торцевое ребро второстепенной крепят болтами, препятст-
вующими смещению второстепенной балки с опорной строганой плиты. Анало-
логичное решение узла может быть и при пониженном расположении балок.
Преимуществом узла данного типа является надежность и четкость шарнир-
ной передачи нагрузки, недостатком повышенная трудоемкость изготовления
(необходимость строжки торцевого ребра и опорной плиты, образование отверстий
по кондукторам в торцевом ребре и в стенке главной балки) и монтажа (затруд-
няется заводка второстепенных балок, в некоторых случаях ребра жесткости глав-
ной балки, расположенные вблизи узла сопряжения, мешают заводке балок и
должны быть приварены на монтаже после соединения балок).
Если необходимы балочные клетки повышенной жесткости, применяют
жесткие узлы сопряжения балок при помощи горизонтальных накладок «рыбок»
(рис. III.5), которые воспринимают опорный момент Л40. Опорный момент урав-
новешен парой сил действующих в уровне верхнего и нижнего поясов*
N = (IIL4)
Швц, крепящие «рыбку» к поясам второстепенной балки, должны быть рассчи-
таны на восприятие силы N.
'Стенку второстепенной балки крепят к стенке главной посредством верти-
кальных накладок, аналогично узлам УНС. Швы приварки вертикальных на-
кладок к второстепенной и главной балкам должны быть рассчитаны на срез
от действия опорной реакции Р.
Узлы сопряжения балок на «рыбках» отличаются большой трудоемкостью в
изготовлении и монтаже, но достаточно надежны в эксплуатации, и поэтому их
используют при работе балочной клетки на динамические воздействия.
Узлы примыкания балок к различным конструкциям, в частности к колон-
нам и стойкам, выполняют аналогично рассмотренным выше узлам сопряжения ба-
лок между собой.
111 .3. ОСОБЕННОСТИ КОНСТРУИРОВАНИЯ БАЛОК
СОСТАВНОГО СЕЧЕНИЯ
Балки составного сечения — те, поперечное сечение которых составлено из
нескольких прокатных элементов, соединенных между собой с помощью сварных
швов или заклепок. Наиболее часто применяют балки составного сечения в виде
сварных двутавров. В проектах КМ часто применяют сварные двутавры неболь-
шой высоты (до 380 мм) с широкими полками, сварку которых можно производить
только полуавтоматами или вручную. При сварке таких сечений появляются де-
формации (грибовидность полок, винтообразность или скручивание элемента),
исправление которых влечет за собой увеличение трудоемкости изготовления кон-
струкций. Поэтому применение таких сечений должно быть ограничено. При не-
обходимости обеспечения жесткости балки в горизонтальной плоскости можно
рекомендовать сечение ее из прокатного двутавра с усиливающими листами,
53
приваренными на полки двутавров. Изготовление таких балок несколько проще,
и в некоторых/случаях достигается экономия металла по сравнению с изготовле-
нием сварных двутавров. Балки составного сечения обычно применяют в качест-
ве главных; при больших нагрузках, воспринимаемых балочной клеткой, балки
составного сечения используют также в качестве второстепенных.
Для обеспечения устойчивости стенки балок составного сечения, выполнен-
ных в виде сварных двутавров, укрепляют поперечными ребрами жесткости в
соответствии с требованиями СНиП П-В. 3—72. Размещение ребер жесткости и
их сечение задают в проекте КМ.
11 1.4. ПРОЧИЕ КОНСТРУКЦИИ
Площадки. В зависимости от назначения и нагрузок площадки можно разде-
лить на три группы:
переходные, посадочные и смотровые, технологические для обслуживания
монорельсов и светильников и т. п.; полезная нагрузка 200—400 кгс/м2,
ремонтные и смотровые у тяжелого оборудования, ремонтные ходовых колес
кранов, у котлов и аппаратов химической промышленности, площадки, пред-
назначенные для размещения на цих легкого технологического оборудования (вен-
тиляторы, приводы, транспортеры, питатели); полезная нагрузка 400—1000 кгс/м\
под тяжелое стационарное й подвижное оборудование (рабочие площадки ме-
таллургических цехов и т. п.); полезная нагрузка свыше 1000 кгс!м2.
По конструктивному решению площадки второй и третьей группы аналогич-
ны балочным клеткам.
Несущими конструкциями площадок первой группы являются балки, по ко-
торым уложен настил. Балки площадок опираются на основные несущие конст-
рукции здания, технологическое оборудование или его опоры. В тех случаях,
когда по каким-либо причинам такое опирание невозможно, устанавливают
специальные опоры, передающие нагрузку от площадок на пол здания или на
нижележащее перекрытие. Если площадки располагаются ниже несущих кон-
струкций (подкрановые балки, стропильные фермы), они могут быть подвешены к
последним с помощью подвесок.
Часто площадки устраивают в нескольких уровнях (на разных отметках),
в этом случае они соединяются лестницами или стремянками. Для обеспечения
безопасности передвижения людей по площадкам и лестницам предусматривает-
ся ограждение.
Элементы площадок первой группы отличаются небольшими габаритами и ,
незначительным весом. Для облегчения процесса монтажа,улучшения использо-
вания монтажного механизма,. повышения заводской готовности элементов в
тех случаях, когда обеспечивается возможность удобной заводки на монтаже,
рекомендуется приваривать настил к балкам на заводе, укрупняя тем самым от-
правочные элементы. При этом должны быть обеспечены жесткость и геометриче-
ская неизменяемость элементов, удобство их транспортирования в процессе из-
готовления и монтажа. Укрупненные элементы должны быть оснащены необхо-
димыми проушинами для кантовки и транспортирования, деталями для их увяз-
ки на железнодорожных платформах.
В качестве балок площадок легкого типа применяют прокатные двутавры
по ГОСТ 8239—72, швеллеры по ГОСТ 8240—72 и холодногнутые швеллеры по
ГОСТ 8278—63.
Сплошной настил изготавливают чаще всего из рифленой стали по ГОСТ
8568—57* и приваривают к балкам продольными швами. Для уменьшения де-
формаций от сварки рекомендуется настил к балкам приваривать односторонними
прерывистыми швами, при этом толщина шва должна быть минимальной.
Для уменьшения трудоемкости изготовления конструкций площадок такого
типа можно рекомендовать замену сварных составных площадок гнутыми из
рифленой стали, В этом случае длина развертки с достаточной точностью
= 2а 4-26 +с — 86, (Ш.5)
54
где 6 — толщина листа;
а, б, с — габариты поперечного сечения площадки
Если по условиям работы площадок в процессе их эксплуатации нежела-
тельно скопление на площадках пыли и снега, настил проектируют решетчатым
(из просечно-вытяжной стали, ребристый или прутковый настил).
Настил из просечно-вытяжной стали по ГОСТ 8706—58 обладает некоторыми
преимуществами перед рифленым, а именно: меньший собственный вес и большая
жесткость. Недостатком такого настила являются его ограниченные размеры
(1000 X 3000 мм), что требует устройства дополнительных стыков.
Ребристый настил применяют для площадок, работающих в условиях боль-
шой запыленности и загазованности, в местах, где затруднена очистка площадок
от пыли и снега, а также при повышенных требо-
ваниях к жесткости настила. Конструкция таких
площадок следующая (рис. III.6): к продольным
балкам приваривают поперечные гнутые полосы
шириной 40-^60, толщиной 4—6, шагом прибли-
зительно 40 мм/Для уменьшения изгиба ребер в
плоскости площадки снизу наваривают продольную
полосу того же сечения при ширине настила до
1200 мм; при ширине настила свыше 1200 мм ста-
вят две продольные полосы. В торцах площадки
ставят замыкающие детали из уголка 45 X 4 или
50 X 5. Ребристый настил является крайне нетех-
нологичным вследствие резкого увеличения коли-
чества деталей, а также большего количества свар-
ки по сравнению с рассмотренными выше типами
настилов. Увеличиваются также и деформации от
сварки вследствие несимметричности приварки гну-
тых ребер, а следовательно, и увеличиваются
объемы работ по правке.
Прутковый настил по конструктивному реше-
.нию не отличается от ребристого. К верхним поясам
продольных балок приваривают прутки диаметром
Трудоемкость изготовления такого настила несколько меньше, чем ребристого,
однако жесткость его также ниже, кроме того, прутковый настил вследствие
приварки его поперечными швами к верхнему поясу вызывает большие дефор-
Рис. II 1.6. Ребристый
настил.
.16—18 с шагом 40—50 мм..
мации балок от сварки.
Лестницы и ограждения. Косоуры лестниц выполняются из полосовой ста-
ли шириной 160г-200 мм и толщиной 6—8 мм либо швеллеров №14 — №20,
прокатных по ГОСТ 8240—72 или холодногнутых по ГОСТ 8278—63. Профиль
тетивы в зависимости от угла наклона лестницы к горизонту, ее длину и ширину
выбирают при разработке проекта КМ. Ступени лестниц изготавливают из риф-
леной стали толщиной 4—6 мм. При ширине лестницы до 1000 мм ступени реко-
мендуется приваривать к тетиве только снизу, при большей ширине лестницы—
с двух сторон. Оптимальное расстояние между ступенями зависит от угла наклона
лестницы
аопт —
675 _ 675С
cos а + 2sin а ~ А + 2В *
(III.6)
где 675 — средний нормальный шаг человека, мм;
А, В, С,— геометрические размеры лестницы (рис. II 1.7).
Требуемое количество шагов ступеней (с округлением до целого числа)
С
п —------4
#опт
Действительный размер шага ступеней
С
а~ а
(Ш.7)
(Ш.8)
55
Стойки и перила ограждений площадок и лестниц выполняют из холодно-
гнутого профиля — неравно полочного швеллера 50 X 40 X 12 x 2,5 по ГОСТ
8281—69 или из уголка 50 X 50 X 5 по ГОСТ 8509—72. Стойки устанавливают
перпендикулярно к балкам площадок и косоурам лестниц с шагом примерно 1 м.
tga
(X
-90
337
85
325
§8=
6,0~
M-
io-
3,5"
Of-
80
315
К
Область
применения
стремянок
•75-
2,5-
£0;
£0;
0,9
0.8
0,7
Ofi
0,5-
0,4
0,3
0,2
0,1
Область
применения
лестниц
200
302
200
318
250
310,
200
329
302 1200
200
507
500
500
400
300
60-Ь 302
50
45
40
'-35
•25-
-20
-75
10
250
500
300
400
450
Область приме-
нения лестниц
область примене-
। ния пандусов
700
55 2 Ъ 305
z30^
5
I 0
385
Рис. Ш.7. График расстановки ступеней лестниц.
Высота ограждений принята 1000—1200 мм. Крепление стоек ограждений к
балкам площадок и косоурам лестниц выполняется преимущественно на сварке
56
и только в тех случаях, когда ограждение проектируют съемным — на болтах.
Промежуточный элемент ограждения выполняют из полосы шириной 30—50 мм,
толщиной 4 мм или из уголка 25 X 25 X 3. В ограждениях площадок на рас-
стоянии 10—15 мм от настила площадки устанавливают нижний ограждающий
элемент из полосы 120—150 мм толщиной 3—4 мм или из гнутого корытообраз-
ного профиля 90 X 30 X 25 X 3 по ТУ 20—61, препятствующий падению с
площадки различных мелких предметов. В ограждениях лестниц нижний ограж-
дающий элемент не ставят.
Г л а в а IV. ПОДКРАНОВЫЕ БАЛКИ
I V.1. ОСОБЕННОСТИ РАБОТЫ ПОДКРАНОВЫХ БАЛОК
Основным видом внутрицехового транспорта для большинства промышлен-
ных зданий являются мостовые электрические краны, которые перемещаются
вдоль цеха по подкрановым балкам, опирающимся на основные колонны здания.
В комплекс подкрановых путей мостовых кранов входят:
'подкрановые балки, воспринимающие вертикальные и горизонтальные на-
грузки от мостовых кранов и передающие их на колонны; тормозные балки или
фермы, воспринимающие горизонтальные нагрузки от торможения тележки кра-
на и передающие их на верхний пояс подкрановой балки; подкрано-
вые рельсы, и упоры.
По характеру работы подкрановые балки значительно отличаются от балок
балочных клеток. Особенности работы подкрановых балок:
воспринимают подвижную нагрузку от крана, следовательно, работают на
динамическую, многократно повторяющуюся нагрузку;
работают в сложном напряженном состоянии, которое вызвано крутящим
моментом, возникающим от смещения кранового рельса с оси подкрановой
балки;
при торможении тележки крана возникают горизонтальные поперечные силы,
вызывающие изгиб верхнего пояса балки в горизонтальной плоскости.
Эти и некоторые другие особенности работы подкрановых балок обуслови-
ли повышенные требования к материалу, из которого они изготовлены, к кон-
структивному их решению, а также к качеству их изготовления и монтажа.
Вертикальные нагрузки на подкрановые балки воспринимаются всем сече-
нием балки, горизонтальные нагрузки от торможения тележки крана — верхним
поясом балки (при отсутствии тормозного устройства) или тормозной балкой
(фермой), в состав которой включается верхний пояс подкрановой балки. Таким
образом, верхний пояс нагружен больше, чем нижний. Вследствие этого и мате-
риал по сечению балки распределяется чаще всего неравномерно: площадь се-
чения верхнего пояса обычно принимают несколько больше площади сечения ниж-
него, что достигается увеличением толщины или ширины пояса, а в некоторых
случаях и обоих параметров вместе.
В зависимости от принятой расчетной схемы подкрановые балки могут быть
разрезными и неразрезными, по конструктивным особенностям — сплошными и
сквозными, в зависимости от примененных материалов — из одной марки стали
и биметаллические (пояса и опорные ребра из низколегированной стали, стенка
и промежуточные ребра жесткости — из углеродистой).
В проекте КМ подкрановых балок должна быть показана схема расположе-
ния балок и тормозных конструкций, сечения всех элементов и усилия в них,
сечение и разбивка ребер жесткости подкрановых балок, материал, из которого
изготавливают все элементы, узлы опирания подкрановых балок и тормозных
конструкций на колонны. Если в проекте КМ применены типовые подкрановые
балки, ссылки на типовую серию обязательны.
Разработаны и используются типовые узлы и чертежи КМ и КМД разрез-
ных и неразрезных подкрановых балок пролетом 6, 12 и 24 м под краны различной
57
грузоподъемности. В типовых чертежах КМ приведена методика расчета уз-
лов опирания балок на металлические и железобетонные кол'онны, узлов при-
мыкания тормозных конструкций к колонне. Материал типовых балок —
сталь углеродистая, низколегированная, а также биметаллические балки.
Применение этих материалов в значительной мере облегчает конструирование под-
крановых балок и тормозных конструкций.
Наличие типовых серий не исключает применения балок с нетиповыми се-
чениями. Пролеты балок, отличные от принятых в типовой серии, краны большей
грузоподъемности и другие факторы способствуют проектированию нетиповых
подкрановых балок.
IV.2. КОНСТРУИРОВАНИЕ РАЗРЕЗНЫХ ПОДКРАНОВЫХ БАЛОК
Разрезные подкрановые балки имеют некоторые преимущества перед
неразрезными:
конструктивное решение разрезных подкрановых балок значительно проще;
трудоемкость их изготовления и монтажа меньше вследствие менее жестких
допусков на изготовление и монтаж;
- в процессе эксплуатации разрезные балки менее чувствительны к осадкам
колонн;
упрощается замена балок в процессе эксплуатации.
В то же время разрезные балки имеют повышенный (на 10—13%) расход ме-
талла. В процессе эксплуатации из-за прогибов балок смежных пролетов про-
исходит расстройство креплений тормозных площадок к колоннам и креплений
подкранового рельса, что требует периодического осмотра балок и тормозных
конструкций и их ремонта. Все это увеличивает эксплуатационные расходы.
Разрезные подкрановые балки выполняют в виде сварных двутавров. Бал-
ки пролетом до 12 м выполняют с поясами одного сечения по всей длине, в бал-
ках пролетом свыше 12 м — сечение поясов изменяется по длине: средняя часть
балки имеет пояса большей площади, чем концевые.
Поясные швы подкрановых балок выполняют автоматической сваркой вог-
нутой формы с плавным переходом от основного металла к наплавленному. В свя-
зи с тем, что верхние поясные швы непосредственно воспринимают динамичес-
кую нагрузку, а также местное давление от катков кранов, их следует выполнять с
полным проваром на всю толщину стенки. Нижние поясные швы должны выпол-
няться толщиной равной 0,6 б (б—толщина стенки). При этом толщина шва дол-
жна быть не менее значений, указанных в табл. 11.3.
Разрезные подкрановые балки могут быть рядовые и концевые, или темпера-
турные. Рядовые балки располагают между рядовыми колоннами, концевые—
у температурных швов и в конце цеха. Различают эти типы балок не только мес-
тоположением в сооружении,но и конструктивным решением опирания на колонны.
Подкрановая балка опирается на рядовую колонну через опорное ребро,
приваренное к торцу балки (рис. IV. 1, а). Швы, прикрепляющие опорные
ребра к стенке балки, рассчитывают на восприятие опорной реакции. В расчет
следует вводить полную длину швов, прикрепляющих ребра к стенке. При этом*
толщина шва должна быть не менее значений, предусмотренных табл. П.З.
Для обеспечения центральной передачи нагрузки с подкрановой балки на
колонну нижний торец опорного ребра следует пристрогать. Торцовые опорные
ребра выступают за нижний пояс балки на 15—20 мм, но не менее чем на толщину
ребра.
Две смежные балки, опирающиеся на рядовую колонну, следует доводить,
до оси колонны. Между собой их соединяют болтами, расположенными в нижней
половине торцовых опорных ребер. Расположение болтов по всей высоте опор-
ных ребер или в верхней их половине не рекомендуется, так как это приводит к
появлению на опоре опорного момента и может вызвать разрушение болтового со-
единения. Для компенсации неточностей, возникших при изготовлении и мон-
таже балок (в пределах допусков, предусмотренных СНиП), а также для замены
балок в процессе эксплуатации следует предусматривать установку между тор-
цовыми ребрами двух смежных рядовых балок специальной монтажной проклад-
ба
ки толщиной 6—10 мм. Ширину монтажной прокладки принимают на 30—50 мм
больше ширины торцевых опорных ребер, что облегчает ее установку. Нижнюю
кромку монтажной прокладки не следует доводить до подкрановой плиты колон-
ны, чтобы не мешать (при изготовлении прокладки с плюсовыми допусками)
установке балки в проектное положение. Диаметр отверстий в прокладке реко-
мендуется принять на 2—3 мм больше, чем в торцевых ребрах балок, что также
облегчает установку балок в проектное положение.
Рис. IV. 1. Опирание разрезных подкрановых балок на рядовую колонну при высо-
те балки:
а одинаковой; б, в — разной; I — опорное ребро; 2 монтажная прокладка.
При разной высоте смежных балок их верх выравнивают следующим образом;
если разность высот незначительная, на балке меньшей высоты предусматривают
вут (рис. IV. 1, б); при значительной разности высот балка меньшей высоты опи-
рается на строганый торец листа, приваренного к торцевому ребру более высокой
балки (рис. IV. 1, в).
Опирание подкрановой балки на температурную, или концевую, колонну
выполняется следующим образом. Балка заканчивается консолью, которую не
доводят до оси температурного стыка или торца здания на 30 мм. Нагрузка от
подкрановой балки на колонну передается через парные опорные ребра, вварен-
ные в балку по оси колонны и приторцованные к нижнему поясу балки. Притор-
цовка опорных ребер разрезных балок к верхнему поясу не требуется. Для пропус-
ка поясных швов в опорных ребрах делают скосы размером 20 X 20 мм. Для
обеспечения центральной передачи нагрузки на колонну к наружной поверхнос-
ти нижнего пояса приваривают центрирующую прокладку шириной 50—60 мм.
Узел опирания подкрановых балок на температурную колонну приведен на
рис. IV.2. _____
Если отношение высоты стенки балки к ее толщине б -у- 70
(2, 1 э # V— расчетное сопротивление сжатию стали класса соответственно С38/23
и из которого изготавливают стенку балки), то в соответствии е требованиями
СНиП П-В. 3—72 стенку балки необходимо укреплять промежуточными попереч-
ными ребрами жесткости.
Расстояние между промежуточными ребрами жесткости также зависит от от-
ношения высоты стенки к ее толщине: при -у- > 100 оно не должно превышать
59
2hQ при, -у < 100 2,56. Промежуточные ребра жесткости по ширине должны
быть не менее
Ьр= _(_ 40 мм 100 мм.
Для стали классов С38/23 — С46/33 толщина ребра 6р > &р, С52/40—
С85/75 - Sp > 1 6р.
Наиболее часто применяют промежуточные ребра из стали ВстЗпсб по ТОСТ
380—71. До нижнего пояса балки промежуточные ребра жесткости не доводят
на 60 мм. Для пропуска верхних пояс-
ных швов, а также для уменьшения
концентрации напряжений внутренние
углы ребер у примыкания к верхнему
поясу срезают на 60 мм вдоль стенки и
40 вдоль пояса балки. Поперечные ребра
жесткости приваривают к стенке балки
сплошными швами минимальной толщи-
ны, применение прерывистых швов не
допускается. Торцы ребер следует обва-
ривать (см. узел А на рис. IV.2).
Подкрановые балки к колонне кре-
пят на болтах, рассчитанных на срез
от усилия продольного торможения моста
крана, определяемого по формуле
Тпр = 0,12Р,
где 2Р —сумма давлений всех тормоз-
ных колес кранов на балку. Рядовую
• балку к рядовой колонне крепят двумя
болтами, к температурной колонне —
четырьмя. В проекте КМ указывают диа-
метры болтов. Отверстия в нижнем поя-
се для пропуска болтов принимают диа-
метром на 6—8 мм больше диаметра бол-
та, что облегчает установку и рихтовку
балок на монтаже. На болт надевают
квадратную шайбу толщиной 14—30 мм
с диаметром отверстия на 3 мм больше
диаметра болта. После установки и рих-
товки балок болты затягивают, а шайбы
приваривают к нижнему поясу балки^
фиксируя таким образом положение бал-
ки на колонне.
На верхний пояс подкрановых балок
укладывают подкрановый рельс. В за-
висимости от профиля рельса и ширины
верхнего пояса балки изменяется и вид
крепления подкранового рельса. В качестве подкранового рельса применяют
квадратную сталь по ГОСТ 2591—71, железнодорожные и крановые рельсы по
ГОСТ 8161—63*, ГОСТ 4121—62*. При кранах легкого режима работы подкра-
новый рельс разрешается приваривать к верхнему поясу балки, во всех осталь-
ных случаях применяется подвижное крепление подкранового рельса (на крю-
ках или специальных планках). Железнодорожные рельсы при ширине верхнего
пояса балки до 320 мм крепят парными крюками, расположенными на расстоянии
80 мм и направленными в разные стороны. Расстояние между парами крюков
принимают 500—750 мм. Крановые рельсы крепят при помощи планок, прижи-
Рис. IV.2. Опирание разрезных под-
крановых балок на температурную или
концевую колонну.
60
мающих с помощью двух болтов рельс к верхнему поясу балки. Наличие в ниж-
них планках овальных отверстий позволяет осуществлять рихтовку рельса.
В связи с тем, что отверстия для болтов в верхнем поясе ослабляют сечение бал-
ки, в средней части балки их необходимо располагать в шахматном порядке через
350—375 мм, в крайних частях балки—в одном сечении через 700—750 мм. Рельсы
на планках крепят при ширине верхнего пояса более 320 мм. Разбивка отверстий в
верхнем поясе для балок длиной 6, 12, 24 м и детали крепления рельсов даны в
альбомах типовой серии.
В связи с тем, что подкрановые балки непосредственно воспринимают
динамическую нагрузку, к их конструированию следует предъявлять повы-
шенные требования, которые сводятся к следующему.
Заводские стыки поясов и стенки должны выполняться встык без накладок
двусторонней сваркой. Односторонняя сварка допускается как исключение с
Рис. IV.3. Узлы подкрановых балок.
обязательной подваркой корня шва. Сварку заводских стыков следует выполнять
до сборки балки. Концы стыковых швов должны быть выведены за пределы сты-
ка на выводные планки. Все стыковые швы подкрановых балок должны быть вы-
полнены с полным проваром и подвергнуты 100%-ному физическому контролю
качества сварки. После сварки стыковых швов выводные планки должны быть
удалены посредством газовой резки с последующей зачисткой места реза шлифо-
вальной машинкой заподлицо с остальной кромкой элемента. Количество стыков
в растянутых элементах балки следует ограничить.
. Стыковые швы стенки,расположенные параллельно ребрам жесткости, должны
быть удалены от них на расстояние не менее 10 толщин стенки (рис. IV. 3, а).
Перед наложением стыкового шва, пересекающегося с другим стыковым швом
или примыкающего к нему, поверхности стыковых швов в месте пересечения на
расстоянии не менее 40 мм от оси пересечения следует зачистить заподлицо с ос-
новным металлом, обеспечивая при этом плавный переход и незачищенкому участ-
ку шва (рис. IV. 3, б). ,
Поверхности стыковых швов поясных листов необходимо зачищать заподлицо
с основным металлом.
Угловые поперечные швы, которыми приваривают ребра жесткости к поясам
балок необходимо выполнять с соотношением катетов 1:1,5, при этом швы должны
иметь плавный переход к основному металлу (рис. IV. 3, в). '
В местах пересечения продольных стыковых швов стенки с ребрами жесткос-
ти швы, прикрепляющие ребра к стенке, следует не доводить до стыкового шва на
40—50 мм (рис. IV. 3, г).
Свободные кромки растянутых поясов должны быть прокатными, строгаными
или обрезанными машинной газовой резкой (при условии обеспечения ровных
кромок без подрезов).
61
Не допускается приварка к растянутому нижнему поясу подкрановых балок
любых конструктивных элементов поперечными швами, так как это ведет к ослаб-
лению пояса, к резкой концентрации напряжений. Как исключения крепления к
нижнему поясу можно выполнять на болтах или производить приварку продоль-
ными швами.
Все эти требования в равной мере относятся и к разрезным и к неразрезным
подкрановым балкам.
IV.3. КОНСТРУИРОВАНИЕ НЕРАЗРЕЗНЫХ ПОДКРАНОВЫХ БАЛОК
Неразрезные подкрановые балки отличаются от разрезных меньшим рас-
ходом металла, лучшими условиями эксплуатации, однако конструктивное ре-
шение их, процесс изготовления и монтажа сложнее. Поэтому целесообразность
той или иной расчетной схемы должна быть подтверждена технико-экономическим
расчетом.
Неразрезные подкрановые балки выполняют на всю длину температурного от-
сека в виде отдельных отправочных элементов длиной в пределах железнодорож-
ного габарита. Монтажный стык балок устраивают в зоне минимального момента
на расстоянии 1 м от опоры для балок пролетом 6 и 2,4 м — для балок пролетом
12 м. Стык выполняют в одном сечении на сварке или высокопрочных болтах.
В сварном стыке необходимо обеспечить полный провар стыкуемых деталей.
1-1
2-2
500 [ , 500
Рис. IV.4. Монтажный стык неразрезной подкрановой балки:
а схема балки; б —• деталь монтажного стыка; / «=» монтажные элементы?
2 —места расположения монтажных стыков.
В пределах одного температурного отсека средние балки выполняют одинако-
выми взаимозаменяемыми элементами, а концевые — разными. Для удобства
соединения балок на монтаже у места стыка предусматривают фиксаторы и при-
способления для стяжки и подгонки поясов и стенки (рис. IV. 4).
Опцрание неразрезных подкрановых балок на колонны осуществляется че-
рез опорные (центрирующие) планки, аналогично опиранию концевых разрез-
ных подкрановых балок (рис. IV,5).
В связи с тем, что верхний поя$ неразрезных балок на опоре растянут, опор*
ные ребра непосредственно к нему не приваривают, их приваривают к уплотняю*
щей прокладке, поставленной к верящему поясу с тугой посадкой. Чтобы предот-
вратить деформацию уплотняющей прокладки от сварки, ширина ее принимается
не более 80 мм, а толщина — цд толщине поясного листа.
Толщину швов, присоединяющих опорные ребра к стенке балки, назначают
по расчёту, она должна быть не менее значений, указанных в табл. П.З. Швы,
присоединяющие торцы опорных ребер к распределительным планкам, вы*
62
подкрановых балок на колонны при
а*—- на рядовую; б на температурную или торцевую; I «* ось колонны; 2 «=*
ось торца или температурного шва.
полняют с проваром на всю толщину ребра. Крепление нижнего пояса нераз-
резных подкрановых балок к колоннам выполняют на болтах, В отличие от раз-
резных подкрановых балок эти балки воспринимают отрывающие усилия. При
значительной величине этих усилий приваривают к опорным ребрам балки и в
колоннам специальные планки. *
Размещение и конструкцию промежуточных ребер жесткости неразрезных
подкрановых балок принимают согласно требованиям, предъявляемым к раз-
резным подкрановым балкам,
Г л а в а V. КОЛОННЫ И СТОЙКИ
V.1. НАЗНАЧЕНИЕ И КЛАССИФИКАЦИЯ КОЛОНН И СТОЕК
Колонны и стойки — конструкции, предназначенные для восприятия нагру-
зок от покрытия, подкрановых балок, рабочих площадок, ограждающих конструк-
ций, технологических перекрытий и т. п. и передачи их на фундамент или другие
поддерживающие конструкции.
Стальные колонны проектируют: постоянного по высоте сечения; ступенча-
тые; раздельные.
Колонны постоянного по высоте сечения применяют в зданиях без мостовых
кранов, с мостовыми кранами грузоподъемностью до 20 /п, на рабочих площад-
ках, в многоэтажных зданиях.
63
Наиболее рациональные и распространенные ступенчатые колонны используй
ют в зданиях с тяжелыми кранами.
В надкрановой части колонн на уровне тормозных площадок в зданиях с
тяжелым режимом работы для осмотра и ремонта подкрановых путей сбоку или
в теле колонны устраивают прямоугольные проходы размером не менее 400 X
X 1800 мм. Проход в теле колонн обрамляют листовой сталью. Конструкцию
обрамления разрабатывают в чертежах КМ.
Колонны раздельного типа применяют в зданиях с низкорнеположенны-
ми кранами большой грузоподъемности и поэтому являются менее распростра-
ненными.
По типу поперечных сечений колонны разделяют на сплошные (обе ветви сое-
динены сплошным листом) и сквозные (обе ветви соединены решеткой из уголков
или планками).
Сплошные колонны менее экономичны по затрате металлопроката, но более
экономичны по трудоемкости.
V.2. КОНСТРУИРОВАНИЕ КОЛОНН И СТОЕК
Колонны проектируют сварными. В чертежах КМ должны быть приве-
дены сечения ветвей колонн, надкрановой части и решетки, конструкции базы и
оголовка колонн, крепление подкрановых балок и тормозных конструкций, узлы
крепления конструкций кровли и ограждающих конструкций, отметки и конструк-
ции монтажных стыков, диаметры отверстий под монтажные болты, конструкции
и расположения диафрагм, усилия в решетке колонн, несущая способность
анкеров, расчетные усилия в колонне.
Заводские стыки колонн осуществляются прямыми, встык с полным прова-
ром. Монтажные стыки колонн и стоек выполняются швами встык с полным про-
варом или перекрываются накладками. При безвыверочном монтаже, являющимся
в настоящее время широко распространенным, торцы монтажных элементов кр-
лонн фрезеруют с допуском по длине элемента ±2 мм, в нижней части верхнего
элемента по контуру фрезерования образовываются односторонние или двусто-
ронние фаски для производства монтажных швов с полным проваром. При укруп-
нении элементов колонн до монтажа в укрупнительном стыке следует произво-
дить симметричное образование фасок, т. е. в нижней и в верхней части колонны.
Фаски для заводских стыков выбирают в зависимости от толщины соеди-
няемых элементов и способов сварки, а для монтажных стыков — по проекту
производства работ или дополнительным техническим требованиям монтажной
организации.
Стыки уголков шатровой ветви колонн выполнить с полным проваром за-
труднительно, поэтому их выполняют с накладками с зазором в стыке, равном
50 мм. Ось стыка уголков совмещают с линией фрезеровки подкрановой ветви
колонны, накладки должны обеспечить удобство сварки и не прикрывать швы
уголков с листом ветви. Более рациональное сечение шатровой ветви из гнутого
С-образного профиля толщиной до 20 мм. При более мощных сечениях шатровой
ветви ее сваривают из трех листов. Размер между листами, образующими полки
этого сварного профиля, должен быть соответственно увязан с сечением подкра-
новой ветви и креплением решетки колонны.
Стенки сплошных колонн при Ло/6 > 100/]/}? укрепляют парными поперечны-
ми ребрами жесткости, расположенными на расстоянии 2,5 h0 — 3h0 одно от дру-
гого. На каждом отправочном элементе должно быть не менее двух ребер. Ширина
ребра жесткости Ьр должна быть не менее /io/3O + 40 мм', толщина ребра из ста-
лей классов С38/23 — С46/33 — не менее &р/15, С52/40 — С85/75 — не менее
&р/12, где h0 — высота стенки; R — расчетное сопротивление стали, тс!см2.
Составные колонны укрепляют диафрагмами, соединяющими ветви колоши
Диафрагмы располагают не более чем через 4 м по высоте колонны, при этом в от-
правочном элементе должно быть не менее двух диафрагм.
В решетчатых колоннах решетки колонн к ветвям крепят без фасонок или а
с фасонками. Бесфасоночное крепление решетки следует применять при широких
горизонтальных листах ветвей. Решетки располагают перьями вовнутрь колонны.
64
Конструирование креплений решетки колонны такое же, как и для стержней
ферм. Спаренные уголки решетки при соответствующей прочности не соединяют
планками или уголками, что уменьшает трудоемкость изготовления решетки
колонны. Фасонки для крепления решетки колонн приваривают внахлестку
к ветвям колонн и встык. Для легких колонн предпочтительна приварка внахлест-
ку. Швы решетки колонн на фасонках не должны перекрывать других швов или
быть близко к ним расположены. (S
Листы диафрагм, как и все прочие детали толщиной до 20 мм, не должны иметь
внутренних рёзов, выполняемых ножевой резкой.
Участки колонны, расположенные ниже уровня пола, не грунтуют, а оббето-
нировывают. При возведении зданий на просадочных грунтах части колонн,
расположенные ниже уровня пола, не оббетонировывают. Способ защиты от кор-
розии указывается в чертежах КМ.
V.3. БАЗЫ КОЛОНН И СТОЕК
Конструкция базы колонн и стоек должна соответствовать расчетной схеме
опирания и чертежам КМ, в которых приведены тип опирания, размеры травер-
сы опорной плиты, ребер и планок под анкерные болты, диаметр анкерных бол-
тов, толщины швов, тип электродов, материал деталей баз, а также расчетные рас-
тягивающие усилия на анкерный болт. Некоторые типы конструкции базы колонн
приведены на рис. V.I. При проектировании баз колонн следует учитывать тре-
бования максимального уменьшения сечений, толщин и марок стали деталей,
что упрощает комплектование, уменьшает возможность ошибочного изготовления
деталей. При относительно небольшом количестве планки под анкерные болты,
если они не унифицированы по толщине с опорной плитой, трудно комплектуе-
мы. При разработке чертежей КМД их приходится рассчитывать по приведенным
в чертежах КМ расчетным усилиям на анкерный болт под имеющиеся толщины
металлопроката. Ширина планки
где М — расчетный момент планки, определяемый по расчетному усилию на
анкерный болт;
R — расчетное сопротивление для материал® планки;
6 — толщина листа, предназначено™ для планки.
Ширина и толщина планки должны удовлетворять конструктивным требова-
ниям, учитывающим расположение анкерных болтов и величину выпуска их
над опорными плитами.
Основные типы опирания колонн:
А — непосредственно на возведенный до проектной отметки подошвы колонны
фундамент без последующей подливки цементным раствором; Б — на заранее уста-
новленные, выверенные и подлитые цементным раствором стальные плиты, фре-
зерованные по верхней поверхности.
Для опирания типа А подошвы колонн должны быть фрезерованы,. Если к
этому добавить обязательное технологическое требование фрезерования стволов
колонн, то такой тип опирания не может являться достаточно технологичным
по изготовлению колонн. Более технологичный и простой тип Б, применяемый
Для безвыверочного монтажа, при котором не требуется выверки отметок колонн.
Опорные плиты такого опирания должны быть снабжены приспособлениями для
их установки в проектное положение до подливки.
Для установки колонны в проектное положение на опорных плитах должны
быть нанесены (накернены) соответствующие установочные риски или фиксирую-
щие упоры. :
Плиты баз центрально-сжатых колонн рассчитывают на реактивный отпор
Фундамента, предполагаемый равномерно распределенным по всей рабочей пло-
щади плиты. В рабочую площадь плиты включают только те участки, работа ко-
торых на упругий изгиб обеспечивает передачу усилий от колонны на фундамент.
з 6—3005 65
При членении плиты базы траверсами и ребрами следует стремиться к равно-
прочности участков «плиты (чтобы величины изгибающих моментов для отдельных
участков были бы близки друг другу). В конструкции баз различают участки,
где пластина опирается по сторонам: четырем, трем, двум взаимно перпендику-
лярным, одной (консольный участок).
Опорами участков служат горизонтальные и вертикальные листы сечения
ствола колонн, траверсы и ребра. Для каждого участка по соответствующему соот-
ношению сторон и величине реактивного отпора фундамента определяются
66
3
67
расчетные моменты. Толщину плиты определяют по максимальному из этих мо-
ментов
(V.2)
где Л1маке — максимальное значение момента на участках плиты;
R — расчетное сопротивление материала плиты.
Траверсы и ребра жесткости баз рассчитывают на приходящуюся на них
нагрузку, передаваемую опорной плитой. Расчетную схему их принимают в зави-
симости от конструктивного оформления траверс и ребер. Угловые швы, прикреп-
ляющие ребра к стенке колонны, рассчитывают на равнодействующую напряже-
ний от изгиба и поперечной силы или только на напряжения от поперечной силы
при симметричном загружении ребра (в случае образования прорезей в стволе
колонны).
V .4. ПОДКРАНОВЫЕ КОНСОЛИ И ТРАВЕРСЫ
В колоннах постоянного сечения для опирания подкрановых балок в основ-
ном проектируют консоли.
В ступенчатых колоннах подкрановые балки опирают непосредственно на под-
крановую ветвь колонны. Конструкции консолей задают в чертежах КМ, где даны
основные размеры консолей, сечения деталей, катеты или типы сварных швов,
Рис. V.2. Консоль колонны сплошного сечения.
диаметры болтов или отверстий для крепления подкрановых балок. При''выборе
типов сварных швов должна быть учтена возможность выполнения сварочных
работ или требований контроля качества (полного провара). В одностенчатых
консолях допускается предполагать, что изгибающий момент воспринимается
только поясами, а поперечная сила — только стенкой. Пример постановки раз-
меров и графическое оформление консолей приведено на рис. V.2.
В ступенчатых колоннах с решетчатым нижним участком верхний надкра-
новый участок крепят при помощи траверсы. Одностенчатые "траверсы техноло-
гичны и просты в производстве. Траверсы рассчитывают как балку на двух
опорах с пролетом, равным расстоянию между прикреплениями к ветвям
колонны.
68
В расчетные сечения траверсы допускается вводить только вертикальную
стенку. Нагрузку на траверсы принимают в виде двух "сосредоточенных сил,
приложенных в месте крепления горизонтальных листов в верхней части колонны:
' Р1 = 0,5К+^- ; Р2 = 0,5Л-.А. , (V.3)
где Pt\ Р2 — сосредоточенные силы по оси горизонтальных листов;
/V; М — нормальная сила и момент в верхней части колонны.
При отсутствии расчетных усилий в чертежах КМ эти силы могут быть опре-
делены по несущей способности горизонтальных листов верхней части колонны.
Рис. V.3. Подкрановая траверса колонны.
Крепление траверсы к ветвям нижней части колонны производится на реак-
ции от сил Р± и Р2, к верхней части колонн — от сил Рх и Р2 путем запуска гори-
зонтальных листов верхней части колонны на вертикальный лист траверсы при'
помощи прорезей, а вертикальный лист верхней части стыкуется с вертикальным
листом траверсы через ребро с шириной, равной ширине горизонтальных листов
верхней части колонны. Швы по вертикальной стенке траверсы этого соединения
воспринимают усилия от верхней части колонны только на расстоянии 60 тол-
щин принятого шва от верха траверсы. Это следует учитывать при назначении
толщин швов. Рекомендуется крепить траверсу к нижней части колонны впритык
без образования прорезей и фасок в вертикальном листе нижней части колонны.
Швы этого соединения воспринимают усилия верхней части колонны на всем своем
протяжении.
Подкрановую балку на верх подкрановой ветви колонны крепят при помо:
щи опорного ребра, обеспечивающего центральное опирание на колонну.
В чертежах КМ должны быть заданы: конструкция траверсы, сечение деталей,
высота траверсы, толщины швов,диаметры отверстий для креплений подкрановой
оалки. Следует иметь в виду, что по разным причинам отметка верха опорной плиты
69
траверсы может не совпадать с проектной отметкой. В связи с этим на опорную
плиту Траверсы следует устанавливать без приварки прокладку толщиной 16—*
20 мм под опорное ребро подкрановых балок, позволяющую производить рйз^ов-
ку уровней подкрановых путей.
Пример простановки размеров и конструктивного оформления траверсы ко-
лонн изображен на рис. V.3.
Глава VI. РЕШЕТЧАТЫЕ КОНСТРУКЦИИ
VI .1. ОПРЕДЕЛЕНИЕ И НАЗНАЧЕНИЕ РЕШЕТЧАТЫХ КОНСТРУКЦИЙ
Решетчатыми конструкциями (фермами) называют конструкции, состоящие
из отдельных прямолинейных стержней, связанных между собой в узлах в гео-
метрически неизменяемую систему. Особенностью их является то, что в результате
приложения внешней нагрузки в узлах ферм в стержнях возникают усилия осе-
вого растяжения или сжатия. Фермы обладают значительно большей жесткостью
при меньшем собственном весе, чем сплошностенчатые балки.
Решетчатые конструкции могут быть плоскими и пространственными. Плос-
кие решетчатые конструкции — отдельные фермы с расположением элементов в
одной плоскости, пространственные состоят из плоских, развязанных связующими
элементами в разных направлениях (конструкции покрытия, состоящие из стро-
пильных ферм и систем связей по верхним и нижним поясам, а также вертикаль-
ных связей, опоры ЛЭП, радиобашни и радиомачты и т. п.).
В проекте КМ покрытия промышленного здания должны быть разработаны
планы связей по верхним и нижним поясам стропильных ферм, даны геометриче-
ские схемы и схемы сечений и усилий в элементах стропильных ферм, сечения и
усилия всех элементов связей, включая вертикальные связи по фермам, приведена
полная расшифровка материала, из которого изготавливают элементы покрытия,
со всеми дополнительными гарантиями и требованиями к качеству металла.
VI.?. РАСЧЕТ И КОНСТРУИРОВАНИЕ УЗЛОВ
ПРИКРЕПЛЕНИЯ СТЕРЖНЕЙ
Элементы ферм и связей проектируют из одиночных или спаренных
уголков. . .
Уголок является несимметричным профилем, и для того чтобы в прикрепляе-
мом стержне не возникали дополнительные напряжения от изгиба, необходимо учи-
тывать неравномерное распределение усилия между швами, прикрепляющими уго-
лок к фасонке и передающими силовой поток с уголка на фасонку. В этом случае
растягивающее или сжимающее усилие N следует рассматривать как равнодей-
ствующую силового потока нормальных напряжений, приложенную в центре тя-
жести сечения уголка. Следовательно, усилие N распределяется обратно пропор-
ционально расстояниям от сварных швов до линии центра тяжести уголка.
Распределение усилия у обушка и пера для равнополочных и иеравнополоч-
ны*х уголков с достаточной степенью точности можно принимать согласно
табл. VI. 1. £
Исходя из принятого распределения усилия у обушка и пера видно, что дли-
на шва у обушка должна быть в 1,5—2 раза больше длины шва у пера при одной и
той же толщине шва. Однако в большинстве случаев длину швов у обушка и пе-
ра конструктивно принимают одинаковой, поэтому можно рекомендовать шов у
пера принимать меньшей толщины. Задаваясь толщиной шва, можно определить
необходимую расчетную длину шва:
у обушка -=“““
70
у пера
Лп
(VI.2)
где Nq и Nn — части усилия, приходящиеся на обушок и перо уголка, прини-
маемые по табл. IV. 1;
$ — коэффициент, зависящий от вида сварки;
и ^-толщина шва у обушка и пера;
расчетное сопротивление срезу углового сварного соединения.
Таблица VIJ. Коэффициенты распределения усилий
Тип уголка Эскиз креп- . ления уголка Коэффициенты распределения, доли от усилия в элементе
на перо на обушок
Равнопалочный ж 0,30 0,70
Неравнополочный • 0,25 0,75
4= 0,32 0,68
Конструктивная длина шва должна быть больше расчетной на 20—30 мм. Это
необходимо, чтобы учесть дефекты шва (непровары, кратеры) в начале и конце
сварного шва, а также неточности в изготовлении
и установке фасонок и уголков при сборке. —
При креплении уголков на заклепках или
болтах центрировка производится по рискам отвер-
стий в полках уголков. Количество заклепок или
болтов при этом
(VI.3)
N
где N — расчетное усилие, действующее в данном
стержне;
[7V] — допускаемое усилие на заклепку или
болт.
Фасонка является тем элементом, по которому
усйлие с одного стержня решетчатой конструкции
переходит на другой. От правильного конструиро-
вания фасонок в большой мере зависит прочность
конструкции, поэтому каждое сечение фасонки
должно быть достаточно прочным и способным вос-
принять соответствующий силовой поток. Для нормальной передачи силового по-
тока угол между краем фасонки и стержнем должен быть не менее 15° (рис. VI. 1).
Рис. VI. I. Узел приварки
стержня.
VI.3. КОНСТРУИРОВАНИЕ И РАСЧЕТ КРЕПЛЕНИЙ
ЭЛЕМЕНТОВ РЕШЕТКИ И ПОЯСОВ ФЕРМ
Чтобы действительная работа фермы соответствовала ее расчетной схеме, т. е.
чтобы стержни фермы работали только на нормальные усилия без изгиба, необхо-
димо линии ее геометрической схемы совмещать с осями, проходящими через цент-
ры тяжести сечения стержней. Это правило выполняется в сварных фермах. При
71
соединении элементов фермы на заклепках или болтах центрировка стержней про-
изводится по рискам уголков, на которых ставят заклепки или болты. Это значи-
тельно упрощает разметку узловых фасонок таких ферм.
Конструирование фермы начинается с вычерчивания в масштабе 1 : 20, 1 : 25
сетки геометрических осей стержней. Масштаб сетки выбирают в зависимости от
геометрических размеров фермы и сечений поясов и решетки с таким расчетом,
чтобы узлы фермы были достаточно удалены друг от друга, а по элементам поясов
и решетки можно было четко изображать положение прокладок и их образмерива-
кие, а также проставлять номера деталей. Масштаб сетки в общем случае
должен быть меньше масштаба изображения узлов и сечений поясов и решет-
ки не более чем в 2 раза. Например, при масштабе сечений 1 : 1,5 масштаб
сетки может быть принят 1 : 25. Поэтому, прежде чем установить масштаб сетки
фермы, необходимо определить масштаб изображения сечений и узлов. Сечения
Рис. VI.2. Порядок вычерчива-
ния фермы:
а — сетка геометрических осей; б —
нанесение контура поясных уголков
и элементов решетки сетку гео-
метрических осей; в — эскиз узла
фермы с нанесением длин сварных
швов у обушка и пера.
с размерами до 60 мм изображают в масштабе 1 : 10, до 160 мм — в масштабе
1 : 15, до 250 мм — в масштабе 1 : 20. В одной ферме применяют элементы различ-
ного сечения, однако при конструировании рекомендуется применять для изобра-
жения узлов и сечений элементов не более двух смежных масштабов (например:
1 : 10 И 1 : 15, 1 : 15 и 1 : 20).
При вычерчивании сетки геометрических осей стержней фермы необходимо
следить за тем, чтобы осевые линии стержней, сходящихся в одном узле, пересе-
кались в одной точке. Только в этом случае все стержни фермы будут работать на
осевое растяжение и сжатие без дополнительного изгиба. Кроме того, сетку гео-
метрических осей следует располагать на чертеже таким образом, чтобы над об-
щим видом фермы можно было расположите проекцию верхнего пояса, а под
общим видом — проекцию нижнего пояса.
/ После размещения на чертеже сетки геометрических осей вдоль осей наносят
J контуры стержней поясов, й решетки так, чтобы осевые линии геометрической сет-
\ ки совпали с . осями, проходящими через центры тяжести всех стержней фермы.
\ Расстояния от обушка-уголка до этих осей принимают по сортаменту с округле-
' нием последней цифры до 0 йли 5. Уголки решётки необходимо обрезать перпен-
дикулярно к оси стержня,, при "этом элементы решетки подводят возможно ближе
друг к другу, но не ближе 40—50 мм при сварных соединениях во избежание кон-
центрации сварочных напряжений (рис VI.2). Если сечение подходящего к поясу
раскоса велико (более 140 мм), а угол а наклона раскоса к поясу небольшой (до
35—40°), то для уменьшения размеров узловой фасонки иногда предусматривают
косой срез полки раскоса (рис. V 1.3). При этом появляется дополнительная опера-
ция по обработке — газовая резка.. При таком решении узла также необходимо
выдержать зазор 40—50 мм между швами раскоса и пояса.
Сечения стержней и узловые фасонки вычерчивают в масштабе 1 : 10 или
1:15. Некоторое несоответствие между масштабами геометрической сетки и сече-
ний элементов позволяет с достаточной четкостью показать все детали формы.
Для определения габаритных и установочных размеров фасонок и стержней
72
все узлы фермы вычерчивают отдельно (вспомогательные эскизы узлов фермы),
в масштабе не менее 1 : 5 и все необходимые размеры принимают по масштабу из
эскиза. Эскизы узлов в производство не выдают, они служат вспомогательным ма-
териалом при конструировании и проверке рабочих чертежей ферм. Прежде чем
приступить к вычерчиванию узлов, необходимо по формулам (VI. 1) и (VI.2) опре-
делить толщины и длины сварных швов, крепящих элементы фермы.
Во избежание резкой концентрации напряжений элементы решетки ферм не-
обходимо приваривать к узловым фасонкам двумя фланговыми и одним лобовым
либо двумя фланговыми швами, концы который выводят на торец элемента на 15—
20 мм. Стержни фермы, имеющие незначительные усилия, крепят к фасонке кон-
структивными швами длиной не менее 80 мм. При расчете необходимо
учитывать фланговые швы и лобовые, выполненные на всю длину торца уголка.
Рис. VI.3. Опорный узел стропильной фермы:
а — без среза опорного раскоса; б — со срезом опорного раскоса.
Вычертив на эскизе взаимное положение пояса и элементов решетки в данном
узле, на раскосах и стойках вдоль обушка и пера откладывают длины сварных
швов, необходимых для прикрепления данного стержня к фасонке. Точки, пока-
зывающие конец сварного шва, ограничивают также и контуры фасонок. При на-
несении контуров фасонок следует стремиться к возможно более простому ее очер-
танию. Фасонки должны иметь форму прямоугольника или трапеции. Это умень-
шает число резов, необходимых для изготовления фасонок. При трапецеидальном
очертании фасонка должна примыкать к поясу большим основанием. Узловые фа-
сонки крепят к поясным уголкам со стороны обушка и со стороны пера, поэтому их
необходимо выпускать за обушок на 10—2Qj»lw, чтобы можно было положить свар-
ной шов необходимой толщины. Сварные швы, прикрепляющие фасонку к поясу,
должны быть рассчитаны на равнодействующую усиЛий в элементах решетки;
сходящихся в данном узле. Для узла, в котором внешняя нагрузка отсутствует,
эта равнодействующая равна разности усилий в смежных панелях пояса
(VI.4)
Расчетное усилие N$ распределяется между швами у обушка и пера обратно
пропорционально расстояниям шва от оси центра тяжести пояса. Часто усилие
Z/ф бывает незначительным, и толщины швов, крепящих фасонку к поясу, назна-
чаются конструктивно. Прикрепление узловых фасонок к поясам фермы преры-
вистыми швами не допускается. В узле примыкания опорного раскоса к верхнему
поясу, когда усилие достигает значительной величины, швы, особенно у обуш-
ка, получаются достаточно мощными.
Толщину узловых фасонок выбирают в зависимости от величины расчетных
усилий в стержнях фермы, сходящихся в данном узле. Рекомендуемые толщины
фасонок приведены в табл. VI.2.
Тодщину опорных фасонок и высоту их на опоре принимают в зависимости
от величины расчетного усилия в опорном раскосе по табл. VI.3. В одной ферме не
следует применять более двух толщин фасонок, это облегчает комплектование ме-
таллам и изготовление конструкций.
73
Таблица VI. 2. Толщина фасонок в промежуточных углах ферм
Усилие в раскосе', тс до 25 26—40 41-60 61—100 о 7 о 141—180 1 181—230 о 8 1 § 280—340
Толщина фасонки, мм 8 10 12 14 16 Ж 20 22 25
При устройстве кровли, уложенной по прогонам, для возможности крепле-
ния прогонов к верхнему поясу ферм с помощью уголков узловые фасонки необхо-
димо не доводить до обушка поясного уголка на 5—10 мм (рис. VI.4). Аналогич-
Рис. VL4. Узлы фермы е «утопленными» фасонками:
а, в верхний пояс; б нижний пояс.
ное решение рекомендуется также в узлах опирания стоек фонаря на верхний пояс
фермы, при подвеске к нижнему поясу фермы монорельсов и т. п. В этом случае
швы у обушка получаются «утопленными», несущую способность такого шва опре-
делить трудно, поэтому считают, что усилие N$ воспринимается лишь двумя
швами у пера. Эти швы рассчитывают на срез под действием силы Аф им момента
Д1~Афе,где е — расстояние от оси поясного уголка до пера. В некоторых
случаях, при большой разности усилий в смежных панелях пояса, прикрепле-
ние узловых фасонок к поясным уголкам лишь швами у пера недостаточно, ибо
влечет за собой значительное увеличение габаритов фасонок. Поэтому в таких слу-
чаях необходимо в фасонке сделать вырез для пропуска прогона и шпального угол-
ка. При такам решении узла усилие Аф аналогично рассмотренному выше распре-
деляется между швами у обушка и пера обратно пропорционально их расстоя-
ниям от центра тяжести сечения.
Элементы фермы, состоящие из двух уголков или швеллеров, в промежутках
между узловыми фасонками необходимо соединять специальными соединительны-
ми планками. В сжатых элементах соединительные планки располагают по длине
74
стержня на расстоянии /< 40г (где г — радиус инерции сечения), в растянутых
элементах I < 80г. В каждом стержне или панели пояса фермы, независимо от
длины, должно быть установлено не менее двух соединительных планок, Толщи-
на их принимается'равной толщине узловых фасонок.
VI.4. КОНСТРУИРОВАНИЕ СТЫКОВ И ОПОРНЫХ УЗЛОВ ФЕРМ
В настоящее время наиболее применимы в строительстве стропильные фермы
пролётом 24; 30; 36 м с параллельными поясами. Отправка на монтаж ферм такой
длины одним отправочным элементом нецелесообразна, поэтому фермы следует
конструировать из двух или более отправочных элементов. От конструкции мон-
тажного стыка зависит удобство и качество укрупнения и монтажа ферм. Кон-
струкция монтажного стыка должна быть достаточно проста и надежна в работе,
обеспечивать возможность сборки ферм на заводе по копирам без контрольной
сборки, их взаимозаменяемость на монтаже.
Решая вопрос членения фермы на отправочные элементы, в первую очередь
необходимо решить конструкцию и место размещения монтажных стыков поясов
фермы. Чаще всего стыки поясов располагают в узлах фермы, частично используя
узловую фасонку в качестве стыкового элемента. При этом, если позволяет длина
имеющихся уголков, желательно вынести стык на 300—500 мм от точки центриров-
ки стержней, сходящихся в данном узле, в сторону меньшего усилия. В этом Слу-
чае узловую фасонку следует несколько развить. То же можно рекомендовать и
для заводских стыков в местах изменения сечения поясов ферм.
В качестве стыковых элементов можно применять уголки или накладки из
листа. При применении в качестве стыковых элементов уголков трудоемкость их
изготовления несколько выше, так как требуется снятие фаски у обушка стыково-
го уголка, обрезка одной из полок стыкового уголка (при применении для стыково-
го уголка того же профиля, что и для основного сечения пояса). Эти операции
выполняются газовой резкой, что увеличивает трудоемкость обработки деталей
стыка. При разной толщине стыкуемых элементов пояса фермы применение угол-
ков в качестве стыковых элементов неконструктивно. В этом случае целесообраз-
но применять конструкцию стыков на листовых накладках.
Конструкцию и расчет стыков сечений верхнего и нищнего поясов в узлах
фермы следует принимать по рекомендациям типовой серии 1.400 ~ 10. При этом
вследствие некоторой нечеткости передачи усилия с основного сечения на Стыко-
вые элементы необходимо расчетное усилие в стыкуемом элементе принимать й
коэффициентом 1,2, т. е. Np — 1,2 N.
Опорные узлы фермы по конструкции отличаются в зависимости от того, как
крепят ферму к колонне (жестко или шарнирно), примыкает ли ферма к колонне
сбоку или опирается на нее сверху.
Наиболее распространенным решением примыкания фермы к колонне являет-
ся опирание фермы на строганый торец опорного листа, приваренного к коЛонне.
Это примыкание наиболее просто в изготовлении и в монтаже и дает возмож-
ность осуществлять и жесткое и шарнирное соединение фермы с колонной. 11ри
таком примыкании вертикальная реакция передается через опорный фланец фермы
на опорный лист, приваренный к колонне. Необходимая площадь торца опорного
фланца фермы определяется из условия обеспечения смятия
А
Fr> D " (VI.5)
ACM
Толщину сварных швов, крепящих опорный фланец к опорной фасонке,
принимают из условия равнепрочности
=s= 0,65бф, (VI. 6)
где 6ф —толщина опорной фасонки, принимаемая по табл. VI.3.
К колонне опорный фланец фермы крепят с помощью болтов грубой или нор*
малъной точности, которые при жёстком сопряжении должны воспринимать го-
ризонтальную силу, при шарнирном и^ размещают конструктивно. При жестком
75
сопряжении ферм с колоннами, кроме расчета опорного фланца на смятие от дей-
ствия вертикальной силы, необходимо выполнить проверку его на изгиб от дей-
ствия горизонтальной силы. В этом случае участок фланца между вертикаль-*
ными рядами болтов рассматривают как балку на двух опорах;
изгибающий момент балки
М=5—(VI.7)
момент сопротивления фланца
(VI.8)
необходимая толщина опорного фланца
б = -*- 1/ ?а-Н- , (VI.9)
2 V bR
где а — расстояние между вертикальными рядами болтов;
' 6,6 — длина и толщина опорного фланца;
R — расчетное сопротивление на изгиб класса стали, из которой выполнен
опорный фланец.
Производя расчет фланца на изгиб, принимаем расстояние между вертикаль-
ными рядами болтов минимальным, а толщину фланца — 16—20 мм.
При шарнирном сопряжении расстояния между болтами принимают большим,
а толщину фланца 10—12 мм. Этим обеспечивается податливость фланца, его
неспособность воспринять горизонтальную силу. При больших горизонтальных
воздействиях, когда для восприятия горизонтальной силы Н требуется большое
количество болтов, а также для-обеспечения большей жесткости соединения, при-
меняют соединение на монтажной сварке через вертикальные ребра. В этом слу-
чае монтажные швы должны быть рассчитаны на совместное действие вертикальной
и горизонтальной реакции и изгибающего момента.
VI .5. КОНСТРУИРОВАНИЕ СВЯЗЕЙ
Необходимая жесткость и устойчивость каркасов промышленных зданий,
пространственная работа их обеспечиваются следующими системами связей:
горизонтальных в плоскости верхних поясов стропильных ферм (устойчи-
вость при продольном изгибе сжатых элементов верхнего пояса из плоскости
ферм);
горизонтальных в плоскости нижних поясов стропильных ферм (жесткость
и устойчивость покрытия в целом, жесткость каркаса здания, способствующая
восприятию ветровых нагрузок и нагрузок от подвесного транспорта, устойчи-
вость элементов покрытия в период монтажа);
вертикальных между фермами, расположенной в плоскости вертикальных сто-
ек стропильных ферм (увеличивают устройчивость ферм в процессе монтажа,
а также жесткость покрытия при работе на продольные усилия);
вертикальных между колоннами, воспринимающих усилия от продольного
торможения кранов и ветровые нагрузки, действующие на здание в продольном
направлении (неизменяемость каркаса и устойчивость его элементов в продоль-
ном направлении);
_ по фонарям (в промышленных зданиях), воспринимающей продольную ветро-
вую нагрузку, действующую на торец фонаря (пространственная жесткость фона-
ря, устойчивость его сжатых элементов в процессе эксплуатации и фонарных
ферм в период монтажа).
Горизонтальные связи по верхним и нижним поясам стропильных ферм,
связи по фонарям изготавливают в виде отдельных отправочных элементов. Уси-
лия в них незначительны, и сечения элементов связей подбирают из условия обес-
печения необходимой гибкости. Связи по верхним поясам стропильных ферм,
а также по фонарям крепят болтами нормальной точности, связи по нижним поя-
76
сам стропильных ферм — болтами нормальной точности или на монтажной сварке.
В обоих случаях фасонки для крепления элементов связей не рекомендуется
приваривать к поясам ферм на заводе. Их следует отправлять на монтаж на транс-
портных болтах с соответствующими элементами связей или отдельными отпра-
вочными элементами. Для удобства монтажа необходимо в поясах ферм предус-
матривать монтажные отверстия, обеспечивающие правильность установки свя-
зей на монтаже. Отверстия размещают в местах расположения узловых фасонок,
поэтому ослабление сечения поясов можно не учитывать.
Вертикальные связи по фермам изготавливают в виде легких ферм пролетом,
равным расстоянию между стропильными фермами. Часто пояса и решетки вер-
Рис. VI.5. Вертикальные связи между колоннами:
а — в виде плоского креста; б в виде креста из плоских ферм; в — пор-
тальные связи.
тикальных связевых ферм проектируют из одиночных уголков, подобранных пр
гибкости. Для возможности сборки вертикальных связей по копиру элементы их
следует направлять перьями в одну сторону. Вертикальные связи к стойкам стро-
пильных ферм крепят болтами нормальной точности.
^Конструкция вертикальных связей по колоннам зависит от усилий, которые
они воспринимают, от компоновки (высоты и шага колонн) каркаса здания, от раз-
мещения технологического оборудования и других факторов и может быть различ-
ной. При незначительных габаритах здания и сплошностенчатых колоннах не-
большого сечения вертикальные связи могут быть запроектированы из одиночных
или спаренных уголков в виде креста, расположенного по оси сечения колонны.
При сплошностенчатых колоннах большого сечения, атакже при решетчатых вер-
тикальные связи ставят по обеим полкам или ветвям колонны в виде отдельных
крестов. Для обеспечения необходимой жесткости из плоскости такие связи с
помощью соединительных элементов в виде решетки объединяют в пространствен-
ную систему.
При значительной высоте и шаге колонн вертикальные связи проектируют в
виде портала. Аналогичное решение принимают также и в местах проезда автомо-
бильного и железнодорожного транспорта. Различные типы вертикальных свя-
зей по колоннам приведены на рис. VI.5.
77
К колоннам вертикальные связи крепят на монтажной сварке. Фасонки для
крепления вертикальных связей следует отправлять с элементами связей или от-
дельными отправочными элементами. Это предохранит фасонки от деформаций в
процессе изготовления и транспортирования колонн. Для удобства монтажа на
колонне следует установить фиксатор. Конструирование узлов связей, определе-
ние габаритов фасонок производится аналогично рассмотренному в п. VI.2.
Глава VII. ЛИСТОВЫЕ КОНСТРУКЦИИ
VII .1. ОПРЕДЕЛЕНИЕ И КЛАССИФИКАЦИЯ
ЛИСТОВЫХ КОНСТРУКЦИЙ
К листовым конструкциям относят конструкции, предназначенные для хра-
нения, транспортирования и переработки сыпучих материалов, газов ижидкостей
кожухов доменных печей, воздухонагревателей, пылеуловителей и др.
(рис.-VII. 1). Они объемны, основные несущие элементы их сечения состоят из
листового металлопроката.
Листовые конструкции имеют ряд особенностей по сравнению с другими ме-
таллическими конструкциями. Они отличаются более сложной геометрической
формой деталей и пространственной геометрической формой отдельных отправоч-
ных элементов.. Изготовление их отличается рядом только им свойственных техноло-
гических операций (вальцовка, штамповка, сборка и сварка на кантователях,
проверка плотности швов и т. п.). К соединениям листовых конструкций предъяв-
ляются требования не только прочности, но и водо-или газонепроницаемости.-
Сварные соединения их характеризуются большей, чем у других конструкций,
протяженностью. Соединение деталей выполняется встык с разделкой кромок,
подваркой корня шва и последующим удалением и заваркой его. При разработке
чертежей КМД необходимо особо учитывать производственные возможности обо-
рудования, имеющегося на заводе.
VII.2. ОСНОВНАЯ НОМЕНКЛАТУРА ЛИСТОВЫХ КОНСТРУКЦИЙ
Номенклатура листовых конструкций по назначению: резервуары, газголь-
деры, емкости; бункеры для хранения и перегрузки сыпучих материалов; листовые
конструкции металлургической промышленности: кожухи доменных печей,
воздухонагревателей, пылеуловителей, скрубберов, электрофильтров; газо- и
воздухопроводы и т. д.; трубопроводы; дымовые и вентиляционные трубы; листо-
вые конструкции трубопроводов и аппаратуры химической промышленности;
листовые конструкции гидротехнических сооружений и оросительных систем
листовые конструкции физических установок (аэродинамических труб и пр.);
прочие. ..
VII.3. МАТЕРИАЛЫ, ПРИМЕНЯЕМЫЕ
ДЛЯ ЛИСТОВЫХ КОНСТРУКЦИЙ
Для листовых конструкций применяют обычные углеродистые стали классов
С38/23 — ВстЗкп, ВстЗпс. Вст Зсп категорий 2—6 по ГОСТ 380—71*, низколеги-
рованные стали классов С44/29, С46/33 и С52/40—09Г2С, 09Г2СД, 14Г2, 10Г2СК
10Г2С1Д, 10ХСНД, 15ХСНД и др. по ГОСТ 19282—73, а также различные не-
ржавеющие, жаропрочные, коррозиеустойчивые и котельные стали, применяемые
в зависимости от режима и условий эксплуатации изделий.
Высокопрочные строительные стали вследствие их высокой прочности и от-
носительно малых значений относительных удлинений не нашли еще широкого
применения в строительных листовых конструкциях.
Марки сталей указывают в чертежах КМД в полном соответствии с проек-
том КМ.
78
Рис. VII.1. Листовые конструкции:
а __ бункеры; б — газгольдеры; в — дымовая труба; г — доменная печь и пылеуловитель;
д __газоочистка; е — воздухонагреватели; ж — купол воздухонагревателя с выносной
камерой горения; 1 — бункерные балки; 2 — бункер; 3 — цилиндрический газгольдер;
4 _ резервуар шаровой; 5 — доменная печь; 6 — кольцевая труба; 7 — эллиптический
патрубок; 8 — свеча печи; 9 <— нисходящий газопровод; 10 — пылеуловитель; И от-
секающий клапан; 12 — пылеспускная воронка; 13 свеча пылеуловителя; 14 w ^ро-
ры пылеуловителя; 15 скруббер; 16 — электрофильтр; 17 — воздухонагреватели;
/S, 20 —газопроводы дутья Соответственно горячего и холодного; 19 — газопровод чис-
того газа; 21 — купол воздухонагревателя; 22 «= подкуполъная балка; 23 — камера го-
рения; 24 компенсатор; 25 камера насадки,
79
VII.4. СПОСОБЫ СОЕДИНЕНИЯ ЭЛЕМЕНТОВ
ЛИСТОВЫХ КОНСТРУКЦИЙ
В л истовых-конструкциях для неразъемных соединений применяют электро-
сварные швы, для разъемных (фланцевых) соединений — болты нормальной точ-
ности по ГОСТ 7798—70* или по ГОСТ 779*6—70*.
Сварные соединения применяют всех четырех основных типой: стыковые, уг-
ловые, тавровые и внахлестку. Выполнение всех стыковых швов следует предус-
матривать либо двусторонней сваркой, либо односторонней с подваркой корня
Шва или на подкладках. Швы на подкладках следует применять только в исключи-
тельных случаях, так как получение полного провара в швах, выполненных
этим способом, затруднительно. В листовых конструкциях сварные соединения
рекомендуется выполнять встык. Соединения листов толщиной 5 мм и менее, а
также монтажные соединения разрешается осуществлять внахлестку, при этом
необходимо учитывать трудоемкую, а часто и невозможную проверку этих швов на
плотность.
Основные типы и конструктивные элементы сварных соединений принимаются
для сварки: автоматической и полуавтоматической под флюсом — по ГОСТ
8713—70 и ГОСТ 11533—65; электродуговой в защитных газах — по ГОСТ
14771—69 (при этом также допускается применять при сварке в углекислом газе
проволокой 0,8—1,2 мм основные типы и конструктивные элементы по ГОСТ
5264—69); ручной электродуговой по ГОСТ 5264—69 и ГОСТ 11534—65.
Для ручной дуговой сварки рекомендуется пирменять электроды по ГОСТ
9467—75 типов: Э42, Э46 — во всех конструкциях из углеродистой стали обык-
новенного качества по ГОСТ 380—71* (за исключением конструкций, где требует-
ся применять электроды типа Э42А); Э42А — в конструкциях из углеродистой
стали по ГОСТ 380—71* в следующих случаях: а) в конструкциях, непосредст-
венно воспринимающих динамические или вибрационные нагрузки; б) в конструк-
циях, работающих при температуре ниже минус 40° С; в) в листовых конструк-
циях — в растянутых швах и швах, расположенных в зоне действия краевых эф-
фектов, а также в швах крепления патрубков, горловин и других деталей; Э46А —
в конструкциях из термообработанных углеродистых сталей; Э50А — в конструк-
циях из низколегированных сталей марок 10Г2С1, 15ХСНД, 14Г2, 15ГС по ГОСТ
19282—73; Э60А — в конструкциях из низколегированных сталей марки
10ХСНД по ГОСТ 19282—73, а также в конструкциях из высокопрочных сталей
марок 16Г2АФ и 14Г2АФ по ГОСТ 19282—73.
Типы электродов для ручной дуговой сварки, а также сварочные материалы
для автоматический сварки и для сварки в защитных газах указывают в чертежах,
КМ по рекомендациям, приведенным в СНиП П-В.3—72, и помещают примени-
тельно к возможностям завода-изготовителя в примечаниях чертежей КМД-
VII.5. ОСОБЕННОСТИ КОНСТРУИРОВАНИЯ
При разработке чертежей КМД листовых конструкций надлежит выполнять
следующие указания.
Передачу сосредоточенных воздействий на листовые конструкций следует пре-
дусматривать через элементы жесткости. ' _
₽ местах сопряжений оболочек различной формы рекомендуется применять
плавные переходы в целях уменьшения местных напряжений.
Выполнение всех стыковых швов необходимо предусматривать двусторон-
ней или односторонней сваркой, с подваркой корня шва или на подкладках. Для
швов, выполняемых с полным проваром, следует предусматривать возможность
удаления корня шва наиболее простым способом (огневая резка, а также при помо-
щи наждачного круга). Указания о необходимости обеспечения плотности соеди-
нения конструкций и способа ее проверки приводится в чертежах КМД в соответ-
ствии с указаниями, имеющимися в чертежах КМ.
Необходимо предусматривать индустриальные методы изготовления и мон-
тажа путем применения:
80 _
членения на отправочные марки, при котором наиболее полно используют
производственные возможност и завода-изготовителя, а также транспортирования
и монтажа;
раскроя листового металлопроката с минимальными отходами;
автоматической сварки с минимальным количеством сварных швов, выпол-
няемых при монтаже;
решений узлов без пооперационных сборок;
минимального количества технологических операций.
Обеспечивать свободный доступ к местам наложения швов для их производ-
ства и контроля. Избегать сосредоточения большого количества сварных швов в
одном месте. Применять минимально необходимые количества и толщину сварных
швов. Назначать толщины, взаимное расположение швов и выбирать такой способ
сварки, чтобы в конструкциях возникали возможно меньшие напряжения и
деформации от сварки.
Толщины угловых швов должны быть не менее 4 мм (за исключением швов в
деталях толщиной менее 4 мм) и не более 1,2 толщины менее тонкого из соеди-
няемых элементов.
Величина напуска в нахлесточных соединениях должна быть не менее пяти
толщин наиболее тонкого из свариваемых элементов.
В стыковых соединениях листов разного сечения для обеспечения плавнос-
ти перехода сечения от меньшей толщины (ширины) к большей следует преду-
сматривать скосы у более толстого (широкого) листа с одной или двух его сторон с
уклоном не более 1 : 5. Без устройства скосов стыкования листов разной толщины
разрешается при условии, если разница в толщинах листов не превышает 4 мм,
а величина уступа в месте стыка — 1/8 толщины более тонкого листа. Для конст-
рукции из сталей классов С60/45—С85/75 указанные величины ддлжны составлять
соответственно 2,5 мм и 1/12, при этом необходима механическая обработка
ступеньки перед подваркой корня шва-. Указанные переходы должны быть выпол-
нены при обработке деталей.
В конструкциях, воспринимающих динамические и вибрационные нагруз-
ки, а также в конструкциях, возводимых в районах с расчетными зимними темпе-
ратурами ниже минус 40° С, и конструкциях из сталей классов С60/45 — С85/75
угловые швы должны выполняться с плавным переходом к основному металлv:
фланговые швы, воспринимающие продольные силы, допускается выполнять с
плоской поверхностью.
VII.6. ГЕОМЕТРИЯ ЛИСТОВЫХ КОНСТРУКЦИЙ
Прямая и плоскость в пространстве. Решение задач прямой и плоскости ши-
роко применяется при сечениях тел плоскостями, определении двугранных уг-
лов, при нахождении натуральных величин разверток тел с плоскими поверхнос-
тями и с поверхностями, образованными прямолинейными образующими и т. п.
Прямая в пространстве определяется координатами этих двух точек. Нату-
ральная величина прямой, -заданной относительными координатами точки
(X, у, г), ___________
АВ = /х2 + у2 + г2 . (VII.1)
Плоскость в пространстве может быть задана следующими основными
способами:
тремя точками, не лежащими на одной прямой (рис. VI 1.2, а), наиболее об-
щий способ задания плоскости; , .
прямой и точкой, не лежащей на данной прямой или ее продолжении
(рис. VI 1.2, б);
двумя пересекающимися прямыми (рис. VII.2, в); двумя параллельными пря-
мыми (рис. VI 1.2, г);
• следами на плоскостях проекции (рис. VII.2, д); следы — линии пересече-
ния плоскостей с плоскостями проекций.
От любого из заданных способов задания плоскости можно перейти к любому
другому. Для способов (рис. VI 1.2, а—г) это делается без дополнительных
построений.
81
Для переходов от способов (рис. VI 1.2, а—г) к способу (рис. VIL 2, д) и нао-
борот необходимы дополнительные построения по определению следов (Pvt Ph)
заданной плоскости на плоскостях проекций, что сводится к нахождению линий
пересечения заданной плоскости с плоскостями проекций (рис. VI 1.3).
На рис. VI 1.4 следы плоскости определены посредством пересечения гори-
зонталей заданной плоскости, проведенных через точки В и А, с фронтальной пло-
скостью проекций.
Если плоскость задана четырьмя и более точками, то необходимо проверить,
находятся ли эти точки на заданной плоскости. На рис. VII.5 изображен один из
Рис. VI 1.2. Способы задания плоскости.
способов проверки, выполненный построением такой третьей проекции, в кото-
рой проекции двух точек должны совпадать. Точки /, 2, 5, 4 не находятся в од-
ной плоскости (в третьей проекции точки /, 2, 3 образуют линию, а точка 4 не на-
ходится на этой линии или на ее продолжении, что также справедливо для точек
/, 2, 4 и точки 3).
Таким образом, точки /, 2, 3, 4 могут образовывать две плоскости 1—2—3 и
2—5—4 или 1—2—4 и 1—3—4 с пересечением их по линиям 2—3 или 1—4. Точка
пересечения диагоналей, не имеющая проекционной связи, указывает также на
то, что заданные четыре точки не находятся в одной плоскости.
Рис. VII. 3. Построение сле-
дов плоскости при помощи
следов прямых: I—X — пос-
ледовательность построения.
Рис. VII.4. Построение следов
плоскости при помощи гори-
зонталей.
Такое обстоятельство часто возникает при конструировании бункеров, во-
ронок, переходов и т. п. 11
Пересечение прямой или ее продолжения и плоскости или ее продолжения
в общем случае рационально решать путем заключения данной прямой в одну из
перпендикулярных плоскостей, нахождения линии пересечения этой плоскости с
заданной плоскостью и нахождения точки пересечения данной прямой с получен-
ной линией, являющейся одновременно точкой пересечения прямой с заданной
плоскостью. Решение этой задачи представлено на рис. VII.6.
Линия пересечения плоскостей общегобголожениямаже.? быть найдена по выше-
указанному способу4 Для этого необходимо выбрать две линии на одной из плос-
костей или по одной на каждой плоскости и найти точки их пересечения с другой
плоскостью^ Линия, соединяющая эти две точки, есть линия пересечения задан*
82
ных плоскостей. При этом надо иметь в виду, что линия пересечения плоскостей
всегда прямая. Задача упрощается, если использовать для этого линии частного
положения заданых плоскостей (горизонтали или фронтали).
Угол между двумя плоскостями следует находить способом перемены плос-
костей проекций (рис. VI 1.7). При помощи величин a, с, d определяется угол
Рис. VI 1.6. Определение точек пе-
ресечения прямой и плоскости.
графического построения можно
Рис. VI 1.5. Проверка плоскости четырех
точек.
между заданными плоскостями. На основе
производить геометрические определения этих величин.
Определение натуральной величины плоскости рационально производить
способом вращения вокруг одной из главных линий плоскости горизонтали или
фронтали. На рис. VI 1.8 показан способ определения
Г 7!
Рис. VI 1.7. Определение угла
между плоскостями.
натуральной величины
плоскостей проекций и вращения вокруг
помощи вращения вокруг горизонтали
гори*
а — b
плоскости при помощи замены
зонтали (рис. VII.8, а) и при
(рис. VI 1.8, б).
. ’ Определение двугранных углов между плоскостями может производиться так*
же способами, приведенными на рис. VII.9. Эти способы целесообразны при*
определении двугранных углов в бункерах или подобных им конструкциях. Гра-
фические способы определения двугранных углов здесь производятся при углах
между горизонталями плоскостей 0° < аг< 180°. Для случая, когда аг = 90°,
целесообразно производить определение угла между плоскостями в зависимости
83
от углов наклона плоскостей по тригонометрической формуле
tg (X - 90°) = - -Mat^---
К 1+ tg2 a + tg« p
где 90° w» a и 90° « P углы наклона плоскостей.
(VII.2)
Рис. VII. 9. Определение углов между плоскостями способами:
а перемени плоскостей проекций; б » нормальных сечений.
В зависимости от значений горизонтальных и вертикальных проекций плос-
костей (a, b, h) и длины линии пересечения плоскостей (е) tg угла между
плоскостями
tg(x-90°) = -g-, (VII.3)
где е = У h2 + а2 + 6а .
Величины a, bt h, et а, ($ обозначены на рис. VII.9.
Цилиндрические поверхности. Они образуются путем перемещения прямой
линии (образующей) параллельно неподвижной прямой (рис. VII. 10) по окруй-
Phc.VII.IO. Цилиндрические поверхности.
ности, образуя круговую, по эллипсу — эллиптическую, по параболе (гипербо-
ле) — параболическую (гиперболическую) цилиндрическую поверхность, либо
по любой произвольной плоской кривой.
Сечение кругового цилиндра плоскостью» перпендикулярной к оси цилиндра, —
окружность радиуса Rt плоскостью, наклонной к оси цилиндра — эллипс с
полуосями:
b = R; а = R sec а, (VII.4)
где b — малая полуось эллипса;
R •— радиус цилиндра;
а — большая полуось эллипса;
а угол между основанием цилиндра и секущей плоскостью,
84
Для данного цилиндра малая полуось при различных значениях угла сс
постоянна.
Развертки цилиндрических поверхностей определяются положением и раз-
мерами образующих относительно линии отсчета, проведенных на поверхности
перпендикулярно к образующим. Положение на развертке произвольной точки,
находящейся на цилиндрической поверхности, определяется ее положением от-
носительно линии отсчета и начала развертки.
На рис. VII. 11 представлена-развертка круговой цилиндрической поверх-
ности с находящимися на ней точками а, Ь. •
Рис. VII.11. Построение развертки цилиндрической поверхности:
1 =* начало развертки; 2 линия отсчета.
Сечение цилиндра наклонной плоскостью и определение ординат разверстки
боковой поверхности и сечения представлено на рис. VII. 12. Линии отсчета ор-
динат кривой развертки рекомендуется проводить перпендикулярно к образую-
щим через точку пересечения секущей плоскости с осью цилиндра. При этом кри-
вая развертки будет иметь симметричные и кососимметричные участки, что поз-
воляет определять ординаты кривой развертки только в одной четверти окруж-
ности (при значениях угла 0° < pi < 90°). Это важно для уменьшения трудо-
емкости при конструировании и изготовлении шаблонов или разметке деталей-
Количество точек п в интервале 0° < р/ < 90° следует принимать из условий:
и > 6; 120 < с < 200.
Большее значение шага с ординат принимается при меньшей кривизне кри-»
вой развертки (при малых значениях угла а),
Таблица VI 1.1
Р = ' ; а == tg а —
Номер точки sin hl
0 1 п 0 90° 0 1 0
85
Ординаты кривой развертки максимальная
h = R tg а;
промежуточная г
(VII.5)
1 fy = R tg a sin ft == h sin ft-, (VII.6)
где а ^ угол наклона секущей плоскости;
ft — угол, определяющий положение образующих (по количеству принятых
по приведенным условиям точек);
R — радиус цилиндра.
Значения ординат кривой развертки сводят в таблицу (табл. VII.!)«
Значения ординат кривой сечения:
У1 = R cos ft,
xi = R sec a sin ft,
где R — радиус цилиндра;
a — угол наклона секущей плоскости (рис. VII. 12);
п по, 1X90°. 2Х.90° , 3X90° пХ90°
п п п 3 п ’
и — по условиям
и > 6;
(VII.7)
(VII.8)
120 С-к-- < 200.
Сечение цилиндра нормальной круговой цилиндрической поверхностью и опре-
деление ординат развертки боковой поверхности и координат выреза в сечении
цилиндрической поверхности показано на рис. VII. 13. Линию отсчета ординат
кривой развертки проводят перпендикулярно к образующим цилиндра через точ-
86
4xa=2*R
ку пересечения секущей цилиндрической поверхности с осью цилиндра. Кривая
этой развертки имеет четыре симметричных участка, ординаты определяем при
0°
nxc=a
Xn
Рис. VII. 13. Построение разверт-
ки прямого цилиндрического
штуцера:
/ _ начало развертки; 2 — линия
отсчета; 3 — кривая линия раз-
вертки; 4 — штуцер; 5 « отверстие
под штуцер.
Ординаты кривой развертки боковой поверхности
hi = R (1 — cos ф/). (VII. 9)
Координаты выреза в секущей цилиндрической поверхности:
Xi = R^ (VII.10)
’ У1 — г cos Рь (VII. 11)
где sin <р/ = sin Р/,
К
г — радиус цилиндра;
R -- радиус секущего цилиндра;
о А0 1 • 90° 2 • 90° 3 • 90° п • 90°
= 0 • —Г~ ' 1 —Г~ ’ • • ~7Г~ ’
(зтг \
п принимается из условий: я > 6; 120 < < 1501.
^Подсчеты сводят в табл. VII.2 и VII.3.
Таблица VI 1,2.
Номер точки sin sin ф*. 4>i COS (jp£ 1 — COS (Pt- hi
0 1 0° 0 0 0 1 0 0
п 90° 1 r
87
Таблица VII.3
Номер точки Pi sin cos fy sin <p£. xl Vl
0 1 0° 0 1 0 0 (У r
п 90° 1 0 0
Сечение цилиндра наклонной цилиндрической поверхностью показано на
рис. VII.14.
Линию отсчета для развертки боковой поверхности цилиндра проводят пер-
пендикулярно к образующим цилиндра через точку пересечения оси цилиндра
Рис. VII.14. Построение развертки на-
клонного цилиндрического штуцера:
1 *- начало развертки; 2 — линия отсчета;
3 кривая линия развертки.
с контурной образующей наклонной цилиндрической поверхности (точка 0).
Кривая развертки симметрична на двух участках, определение ординат кривой
развертки производится при 0° < р/ < 180°.
Количество точек (п) принимается по условиям: 12; 120 150.
Ординаты кривой на развертке следует изображать в чертеже КМД в масштаб
бе (1 : 25), так как при определенных соотношениях а, /? и z кривая развертки
имеет различную форму.
Ординаты кривой:-
С[ = f cos Р/ tg а + Я (1 — cos sec а; (VII. 12)
sin ф/ = ~ sin Р/ - (VII.13)
при 0°<pz<90°
В первом слагаемом формулы (VII. 12) для точек 0 принимается знак
минус (—), значения cosPf берут от 0 до 90°; для точек н-п принимают знак
плюс (+)г значения cos Pi берут от 90 до 0°. Подсчет ординат кривой сводят в 4
табл. VIГ,4,
88
Таблица VI1.4
Сечение цилиндра смещенной цилиндрической поверхностью под прямым
углом показано на рис. VII.15. Кривая развертки боковой поверхности цилинд-
ра симметрична на двух участках, ординаты кривой развертки определяют при
(r+ x)< fl; 0°<pz<180°.
Количество точек п принимаются по условиям: 12; 120 150-
Линия отсчета кривой развертки и начало развертки показаны на
рис. VII.15.
Ординаты кривой:
ht = R (cos у — cos <р/); (VII.14)
x^rcosBf лит
smq>i=-----; (VII. 15)
siny=4-. (VII.16)
К
89
где х «’—величина смещения цилиндрической поверхности относительно оси
цилиндра;
R — радиус цилиндрической поверхности;
г —радиус цилиндра.
При определении sin Ф; для точек 0 ч- в числителе берут знак минус*
функция cos IV (от 0 до 90°; для точек -у- ч- п в числителе — знак плюс, функция
cos fV от 90 до 0°; функцию sin — по абсолютной величине указанного от-
ношения. Ординаты hi вычисляются со своим знаком (положительные ее значе-
0
ния принимают вверх от линии отсчета, отрицательные — вниз). Подсчет орди-
нат кривой развертки сводят в табл. VI 1.5.
Таблица VII.5
R = ; г= ; ; sin у— ; cos у "=
Номер точки р/ COS Зу г ‘Goafy eospj sin (fy COS (fy COS V — —COS ф£-
0 1 0° 1 —
п 2 90° 0 то
п 0° 1 + + +
5 Конические поверхности. Они образуются путем вращения прямой линии
(образующей), наклоненной к оси вращения под постоянным или переменным уг-
лами (угол-а, рис, VII.16).j
90
Точка пересечения образующей с осью вращения — вершина конуса. При
постоянном угле a (угол конусности) и постоянной длине образующей получаем
нормальный конус с круговым основанием (рис. VII. 16, а). В нормальном кру-
говом конусе основание перпендикулярно к оси
конуса. Г1ри переменных значениях угла конус-
ности и переменной длине образующей полу-
чаем различные виды конической-поверхности.
Плоскости, пересекающие ось вращения,
образуют усеченные конические поверхности.
Плоскости, пересекающие конус параллельно
основанию, образуют подобные основанию се-
чения, геометрические размеры которых могут
быть определены по коэффициенту подобия.
Коэффициент подобия равен отношению рассто-
яния от вершины конуса до сечения к расстоя-
нию от вершины конуса до основания. Это рас-
стояние может быть взято по высоте (Л, Н —
рис. VII.16, а, б), по оси (/, L рис. VII. 16) или
по соответствующим образующим.
Основные положения для нормального кру-
гового конуса (рис. VII. 17). 1. Сечение конуса
плоскостью, перпендикулярной к оси конуса, —
окружность.
Радиус этой окружности
. п — hi tg а = // sin а, (VII. 17)
Рис. VII. 17. Основные пара-
метры нормального круго-
вого конуса.
где hi, li —• расстояние секущей плоскости от вершины конуса соответственно
по высоте и по образующей;
а — угол конусности.
2. Сечение конуса плоскостью Р, наклонной к оси конуса под углом 90° >
>Ф > а, — эллипс. Полуоси эллипса:
h sin a - . cos (а — у) + cos («-j-у) ,
2 * cos (a — y) cos (a + y) 1
b _ h tga . cos (a — y) + cos (« + y) .
2 Г cos (a — y) cos (a + y)
Отношение полуосей эллипса
a — _cos ~~ v)cos + v)
b ~~~ cos a
(VII, 18)
(VII. 19)
(VII.20)
где h —у расстояние от вершины конуса до точки пересечения плоскости Р с осью
конуса;
у = 90° —- <р.
3. Сечение конуса плоскостью Q, наклонной к оси конуса под углом ф = а,—
парабола.
Уравнение кривой параболы
уп = 2 sin a 1/ . (VII.21)
г cos a
Значение величины у в точке пересечения секущей плоскости с осью конуса
r/0 = 2/itga, (VII.22)
где h — расстояние от вершины конуса до точки пересечения секущей плоскости
с образующей конуса по оси конуса.
91
Значение абсцисс хп кривой сечения принимают таким образом, чтобц
расстояние между смежными точками параболы было в пределах 100—150 мм.
4. Ординаты кривой сечения конуса плоскостью М, наклонной к оси конусу
под углом 0° -у 90° (рис. VII. 18), определяются уравнением
Ул = (cos2-у tg2 a— sin2 ср) + xn2/i tg a (tg a cos у + sin у). (VII.23)
Рекомендации по принимаемым зна^
чениям абсцисс хп кривой сечений
принимаются по п. 3.
5. Сечения конуса плоскостью
параллельной оси (рис. VII. 19),--,
гипербола, уравнение которой
Уп — tg а х2п + xn2h. (VII.24)
Рекомендации по принимаемым зна,
чениям абсцисс х^ кривой сечения
принимают по п.З..
Рис. VII.19. Сечение конуса вер;
тикальной плоскостью.
Рис. VI 1.20. Развертка боковой поверхности нормального кругового конуса.
6. Боковая поверхность конуса разворачиваемая.- Развертка ее имеет форму
кругового сектора, где центральный угол развертки полной боковой поверхностей
рр> к = 360° sin a. (VII.25J
92
Радиус развертки равен длине образующей. Часть конической поверхности, име-
ющая в плане центральный угол 2(3 (рис. VI 1.20), также имеет развертку в виде
кругового сектора с радиусом, равным длине образующей и центральным углом
2(3Р = 2(3 sin а. • (VII.26)
По формуле (VII.26) на развертке конуса определяют положение любых то-
чек, расположенных на боковой поверхности конуса. Основные.формулы для опре-
деления величины развертки боковой поверхности конуса:
. fp=psina; (VII.27)
₽PM = ₽Msina; (VII.28)
а — гр sinРр; (VII.29)
/1 = Гр(1 — cos₽p); (VII.30)
Z=rppp; , (VIL31)
X = 7?psinpp; (VII.32)
Я = Яр (1 - cos рр); (VII.33)
L==7?p₽p. (VII.34)
Положение точки М на развертке определяется размерами d и с
rf='p.Msin₽P.M; (vn.35)
c = rp.MCOS₽p.M —ГР> (VII.36)
где гр м — расстояние от вершины конуса до точки М (по образующей). При за-
данных координатах М (х, у) в плане относительно вершины:
г - + ; (VII. 37)
Р- м sin a
Рр. м “ Угол развертки для точки М;
Зр.м =PMsina; tgpM=-^-.
Обозначение величин указано на рис. VI 1.20.
Развертки конических поверхностей наклонных конусов (рис. VII.21) в общем
случае решаются приближенно способом замены кривой поверхности определен-
ным числом плоских треугольников, стороны которых определяются, как натура-
льные величины отрезков пространственных прямых, две точки которых имеют
легко определимые пространственные координаты. Этот способ построения раз-
верток называется способом триангуляции. Систему координат назначают отно-
сительно проекции вершины на основании.
Как и во всех случаях построения развертки,, расстояния между точками
основания следует подбирать в пределах 120—150 мм. Способом триангуляции
возможно построение развёртки поверхностей, соединяющих практически любые
контуры (основания).
Для наклонных конусов с углом а между одной из образующих и круговым
основанием конуса, равным 90°, в ГПИ «Укрпроектстальконструкция» по прось-
бе ДЗМК им. Бабушкина на ЭВМ «Минск-22» реализован алгоритм построения
разверток боковых поверхностей конусов с углами при вершине от 5 до 50° через
каждые 5°. На основании полученных данных на заводе составлены таблицы ко-
эффициентов для определения координат точек кривых линий развертки. При за-
данных диаметрах оснований, изменяя высоту, можно получать конус с парамет-
рами, равными параметрам конусов, приведенным в табл. VII.Б,
93
дов при несоосном сопряжении цилиндров с общей образующей
Таблица VII.6. Коэффициенты координат кривых разверток конических передо
конуса а, град
20 25 30 35
кх КУ *х КУ Кх КУ *х КУ
Я <600
0,00000 0,25464 0,50928 0,00000 0,00025 0,00394 0,00000 0,25056 0,50112 0,00060 0,00030 0,00473 0,00000 0,24552 0,49104 0,00000 0,00035 0,00540 0,00000 0,23928 0,47856 0,00000 0,00038 0,00593
0 1 0,00000 0,26136 0,00000 0,00007 0,00000 0,25992 0,00000 0,00013 0,00000 0,25776 0,00000 0,00020
2 0,52272 0,00105 0,51984 . 0,00207 0,51552 0,00305 0,76392 0,01908 0,75168 0,02293 0,73656 0,02622 0,71784 0,02881
3 0,78408 0,00508 0,77976 0,01004 0,77328 0,01474 1,01856 0,05691 1,00224 0,06859 0,98208 0,07862 0,95712 0,08664
4 1,04544 0,01507 1,03968 0,02981 1,03104 0,04396 1,27320 0,13028 1,25280 0,16844 1,22760 0,18342 1,19640 0,20425
5 1,30680 0,03396 1,29960 0,06740 1,28880 0,09970 1,52784 0,25449 1,50336 0,31693 1,47312 0,37867 1,43568 0,43943
6 1,56816 0,06400 1,55952 0,12786 1,54656 0,19140 —
600 < D < 80Q
0 0,00000 0,00000 0,00000 0,00000 0,00000 0,00000
1 0,19602 0,00002 0,19494 0,00004 0,19332 0,00006
2 0,39204 0,00034 0,38988 0,00067 0,38664 0,00098
3 0,58806 0,00167 0,58482 0,00329 0,57996 0,00433
4 0,78408 0,00508 0,77976 0,01004 0,77328 0,01474
5 0,98010 0,01185 0,97470 0,02342 0,96660 0,03444
6 —1,17612 0,02324 1,16964 0,04602 1,15992 0,06786
7 1,37214 0,04037 1,36458 0,08021 1,35324 0,11892
8 1,56816 0,06400 1,55952 0,12786 1,54656 0,19140
0,00000 0,00000 0,00000 0,00000 0,00000 0,00000 0,00000 0,00000
0,19098 0,00008 0,18792 0,00010 0,18414 0,00011 0,17946 0,0Й012
0,38196 0,00127 0,37584 0,00152 0,36828 0,00174 0,35892 0,00190
0,57294 0,00625 0,56376 0,00751 0,55242 0,00858 0,53838 0,00942
0,76392 0,01908 0,75168 0,02293 0,73656 • 0,02622 0,71784 0,02881
0,95490 0,04464 0,93960 0,05370 0,92070 0,06153 0,89730 0,06775
1,14588 0,08829 1,12752 0,10677 1,10484 0,12281 1,07676 0,13583
1,33686 0,15589 1,31544 0,19033 1,28898 0,22140 1,25622 0,24790
1,52784 0,25449 1,50336 0,31693 1,47312 0,37867 1,43568 0,43943
800 <D С 000
0 0,00000 0,00000 0,00000 0,00000 0,00000 0,00000
1 0,17424 0,00001 0,17328 0,00003 0,17184 0,00004
2 0,34848 0,00021 0,34656 0,00042 0,34368 0,00061
3 0,52272 0,00105 0,51984 0,00207 0,51552 0,00305
4 0,69696 0,00323 0,69312 0,00637 0,68736 . 0,00936
5 0,87120 0,00760 0,86640 0,01501 0,85920 0,02205
6 1,04544 0,01507 1,03968 0,02981 1,03104 0,04386
7 1,21968 0,02652 1,21296 0,05254 1,20288 0,07755
8 1,39392 0,04266 1,38624 0,08481 1,37472 0,12584
9 1,56816 0,06400 1,55952 0,12786 1,54656 0,19140
0,00000 0,00000 0,00000 0,00000 0,00000 0,00000 0,00000 0,00000
0,16976 0,00005 0,16704 0,10006 0,16368 0,00007 0,15952 0,00008
0,33952 0,00079 0,33408 0,00095 0,32736 0,00109 0,31904 0,00119
0,50928 0,00394 0,50112 0,00473 0,49104 0,00540 0,47856 0,00593
0,67904 0,01211 0,66816 0,01455 0,65472 0,01662 0,63808 0,01827
0,84880 0,02856 0,83520 0,03435 0,81840 0,03928 0,79760 0,04320
1,01856 0,05691 1,00224 0,06859 0,98208 0,07862 0,95712 0,08664
1,18832 0,10102 1,16928 0,12235 1,14576 0,14098 1,11664 0,16621 z\ пЛ А ‘i
1,35808 0,16517 1,33632 0,20198 1,30944 0,23539 1,27616 0,26417 /*Ч А Л О А О
1,52784 0,25449 1,50336 0,31693 1,47312 0,37867 1,43568 0,43943
95
94
Угол при вершине
Номер точки 5 10 15 ;
КУ Кх КУ кх КУ
900 < D < 1200
0 ' 0,00000 0,00000 0,00000 0,00000 0,00000 0,00000
1 0,13068 0,00000 0,12996 0,00001 0,12888 0,00001
2 0,26136 0,00007 0,25992 . 0,00013 0,25776 0,00020
3 0,39204 0,00034 0,38988 0,00067 0,38664 0,00098
4 0,52272 0,00105 0,51984 0,00207 0,51552 0,00305
5 0,65340 0,00251 0,64980 0,00496 0,64440 0,00728
- 6 0,78408 0,00508 0,77976 0,01004 0,77328 0,01474
7 0,91476 0,00914 0,90972 0,01806 0,90216 0,02654
8 1,04544 ’ 0,01507 1,03968 0,02981 1,03104 0,04386
9 1,17612 0,02324 1,16964 0,04602 1,15992 0,06786
10 1,30680 0,03396 1,29960 0,06740 1,28880 0,09970
11 1,43748 0,04749 1,42956 0,09452 1,41768 0,14052
12 1,56816 0,06400 1,55952 0,12786 1,54656 0,19140
1200 < D < 1600
0 0,00000 0,00000 0,00000 0,00000 0,00000 0,00000
1 0,09801 0,00000 0,09747 0,00000 0,09666 0,00000
2 0,19602 0,00002 0,19494 0,00004 0,19332 0,00006
3 0,29403 0,00011 0,29241 0,00021 0,28998 0,00031
4 0,39204 0,00034 0,38988 0.00067 0,38664 0,00098
5 0,49005 0,00082 0,48735 0,00161 0,48330 0,00236
6 0,58806 0,00167 ~ 0,58482 0,00329 0,57996 0,00483
7 0,68607 0,00304 0,68229 0,00600 0,67662 0,00880 /
8 0,78408. 0,00508 0,77976 0,01004 0,77328 0,01474 >
9 0,88209 0,00796 0,87723 0,01573 0,86994 0,02312
10 0,98010 0,01185 0,97470 0,02342 0,96660 0,03444
11 1,07811 0,01689 1,07217 0,03341 1,06326 0,04919
12 1,17612 0,02324 1,16964 0,04602 1,15992 0,06786
13 1,27413 0,03103 1,26711 0,06154 1,25658 0,09095
14 1,37214 0,04037 1,36458 0,08021 . 1,35324 0,11892
15 1,47015 0,05134 1,46205 0,10223 1,44990 0,15225
16 1,56816 0,06400 1,55952 0,12786 1,54656 0,19140
1600 <£><1800
0 0,00000 0,00000 0,00000 0,00000 0,00000 0,00000
1 0,08712 0,00000 0,08664 0,00000 0,08592 0,00000
2 0,17424 0,00001 0,17328 0,00003 0,17184 0,00004
3 0,26136 0,00007 0,25992 0,00013 0,25776 0,00020
4 0,34848 0,00021 0,34656 0,00042 0,34368 0,00061 „
5 0,43560 0,00051 0,43320 0,00101 0,42960 0,00149
6 0,52272 0,00105 0,51984 0,00207 0,51552 0,00305
7 0,60984 0,00192 0,60648 0,00379 0,60144 0,00567
- 8 0,69696 0,00323 0,69312 0,00637 . 0,68736 0,00936
9 0,78408 . 0,00508 0,77976 0,01004 0,77328 0,01474
96
Продолжение табл, VI 1.6
конуса а, град
20 25 30 35 '
Кх КУ Кх КУ Кх КУ Кх КУ
0,00000 0,00000 0,00000 0,00000 0,00000 0,00000 0,00000 0,00000
0,12732 0,00002 0,12528 0,00002 0,12276 • 0,00002 0,11964 0,00002
0,25464 0,00025 0,25056 0,00030 0,24552 0,00035 0,23928 0,00038
0,38196 0,00127 0,37584 0,00152 0,36828 0,00174 0,35892 0,00190
0,50928 0,00394 0,50112 0,00473 0,49104 0,00540 0,47856 0,00593
0,63660 0,00943 0,62640 0,01133 0,61380 0,01294 0,59820 0,01421
0,76392 0,01908 0,75168 0,02293 0,73656 0,02622 0,71784 0,02881
0,89124 0,03438 0,87696 0,04138 0,85932 0,04733 0,83748 0,05206
1,01856 0,05691 1,00224 0,06859 0,98208 0,07862 0,95712 0,08664
1,14588 0,08829 1,12752 0,10677 1,10484 0,12281 1,07676 0,13583
1,27320 0,13028 1,25280 0,15844 1,22760 0,18342 1,19640 0,20425
1,40052 0,18491 1,37808 0,22692 1,35036 0,26567 1,31604 0,29974
1,52784 0,25449 1,50336 0,31693 1,47312 0,37867 1,43568 0,43943
0,00000 0,00000 0,00000 0,00000 0,00000 0,00000 0,00009 0,00000
0,09549 0,00001 0,09396 0,00001 0,09207 0,00001 0,08973 0,00001
0,19098 0,00008 0,18792 0,00010 0,18414 0,00011 0,17946 0,00012
•0,28647 0,00041 0,28188 0,00049 0,27621 0,00055 0,26919 0,00061
0,38196 0,00127 0,37584 0,00152 0,36828 0,00174 0,35892 0,00190
0,47745 0,00306 0,46980 0,00367 0,46035 0,00419 0,44865 0,00460
0,57294 0,00625 0,56376 0,00751 0,55242 0,00858 0,53838 0,00942
0,66843 . 0,01139 0,65772 0,01369 0,64449 0,01564 0,62811 0,01718
0,76392 0,01908 0,75168 0,02293 0,73656 0,02622 0,71784 0,02881
0,85941 0,02994 0,84564 0,03602 0,82863 0,04119 0,80757 0,04530
0,95490 0,04464 0,93960 0,05376 0,92070 0,06153 0,89730 0,06775
1,05039 0,06386 1,03356 0,07702 1,01277 0,08834 0,98703 0,09742
1,14588 0,08829 1,12752 0,10677 1,10484 0,12281 1,07676 0,13583
1,24137 0,11869 1,22148 0,14410 1,19691 0,16648 1,16649 0,18500
1,33686 0,15589 1,31544 0,19033 1,28898 0,21140 1,25622 0,24790
1,43235 0,20630 1,40940 0,24717 1,38105 0,29053 1,34595 0,32943
1,52784 0,25449 1,50336 0,31693 1,47312 0,37867 1,43568 0,43943
0,00000 0,00000 0,00000 0,00000 0,00000 0,00000 0,00000 0,00000
0,08488 0,00000 0,08352 0,00000 0,08184 0,00000 0,07976 0,00000
0,16976 0,00005 0,16704 0,00006 0,16368 0,00007 0,15952 0,00008
0,25464 0,00025 0,25056 0,00030 0,24552 0,00035 0,23928 0,00038
0,33952 0,00079 0,33408 0,00095 0,32736 0,00109 0,31904 0,00119
0,42440 0,00192 0,41760 0,00231 0,40920 0,00264 0,39880 0,00289
0,50928 0,00394 0,50112 0,00473 0,49104 0,00540 0,47856 0,00593
0,59416 0,00721 0,58464 0,00866 0,57288 0,00989 0,55832 0,01086
0,67904 0,01211 0,66816 0,01455 0,65472 0,01662 0,63808 0,01827
0,76392 0,01908 0,75168 0,02293 0,73656 0,02622 0,71784 0,02881
4 6-3005
97
Продолжение табл. VI 1.6
Угол при вершине
Номер точки 5 10 15
«Х Кх КУ *х КУ
10 0,87120 0,00760 0,86640 0,01501 0,85920 0,02205
11 0,95832 0,01089 0,95304 0,02152 0,94512 0,03164
12 1,04544 0,01507 1,03968 0,02961 1,03104 0,04386
13 1,13256 0,02025 1,12632 0,04008 1,11696 0,05905
14 1,21968 0,02652 1,21296 0,05254 1,20288 0,07755
15 1,30680 0,03396 1,29960 > 0,06740 1,28880 0,09970
16 1,39392 0,04266 1,38624 0,08481 1,37472 0,12584
17 1,48104 0,05266 1,47288 0,10492 1,46064 0,15631
18 1,56816 0,06400 1,55952 0,12786 1,54656 0,19140
конуса а, град
20 25 30 35
КХ КУ *Х КУ *х КУ *х КУ
0,84880 0,93368 1,01856 1,10344 1,18832 1,27320 1,35808 1,44296 1,52784 0,02856 0,04101 0,05691 0,07674 0,10102 0,13028 0,16517 0,20630 0,25449 0,83520 0,91872 1,00224 1,08576 1,16928 1,25280 1,33632 1,41984 1,50336 0,03435 0,04937 0,06859 0,09268 0,12235 0,15844 0,20198 0,25424 0,31693 0,81840 0,90024 0,98208 1,06392 1,14576 1,22760 1,30944 1,39128 1,47312 0,03928 0,05650 0,07962 0,10646 0,14098 0,18362 0,23539 0,29927 0,37867 0,79760 0,87736 0,95712 1,03688 1,11664 1,19640 1,27616 1,35592 1,43568 0,04320 0,06218 0,08664 0,11756 0,15621 0,20425 0,26417 0,34000 0,43943
1800 < D < 2400
0 0,00000 0,00000 0,00000 0,00000 0,00000 0,00000
1 0,06534 0,00000 0,06498. 0,00000 0,06444 0,00000
2 0,13068 0,00000 0,12996 0,00001 0,12888 0,00001
3 0,19602 0,00002 0,19494 0,00004 0,19332 0,00006
4 0,26136 0,00007 0,25992 0,00013 0,25776 0,00020
5 0,32670 0,00016 0,32490 0,00032 0,32220 0,00048
6 0,39204 0,00034 0,38988 0,00067 0,38664 0,00098
7 0,45738 0,00062 0,45486 0,00123 0,45108 0,00180
8 0,52272 0,00105 0,51984 0,00207 0,51552 0,00305
9 0,58806 0,00167 0,58482 0,00329 0,57996 0,00483
10 0,65340 0,00251 0,64980 0,00496 0,64440 0,00728
И 0,71874 0,00364 0,71478 0,00718 0,70884 0,01054
12 0,78408 0,00508 0,77976 0,01004 0,77328 0,01474
13 0,84942. 0,00690 0,84474 0,01363 0,83772 0,02002
14 0,91476 0,00914 0,90972 0,01806 0,90216 0,02654
15 0,98010 0,01185 0,97470 0,02342 0,96660 0,03444
16 1,04544 0,01507 1,03968 0,02961 1,03104 0,04386
17 1,11078 0,01885 1,10466 0,03731 1,09548 0,05495
18 1,17612 0,02324 1,16964 0,04602 1,15992 0,06786
19 1,24146 0,02826 1,23462 0,05603 1,22436 0,08273
20 1,30680 0,03396 1,29960 0,06740 1,28880 0,09970
21 1,37214 0,04037 1,36458, 0,08021 1,35324 0,11892
22 1,43748 0,04749 1,42956 0,09452 '1,41768 0,14052
23 1,50282 0,05537 1,49454 0,11039 1,48212 0,16443
24 1,56816 0,06400 1,55952 0,12786 1,54656 0,19140
0,00000
0,06366
0,12732
0,19098
0,25464
0,31830
0,38196
0,44562
0,50928
0,57294
0,63660
0,70026
0,76392
0,82758
0,89124
0,95490
1,01856
1,08222
1,14588
1,20954
1,27320
1,33686
1,40052
1,46418
1,52784
0,00000
0,00000
0,00002
0,00008
0,00025
0,00062
0,00127
0,00233
0,00394
0,00625
0,00943
0,01364
0,01908
0,02593
0,03438
0,04464
0,05691
0,07138
0,0882.5
0,10784
0,13028
0,15589
0,18491
0,21766
0,25449
0,00000
0,06264
0,12528
0,18792
0,25056
0,31320
0,37584
0,43848
0,50112
0,56376
0,62640
0,68904
0,75168
0,81432
0,87696
0,93960
1,00224
1,06488
1,12752
1,19016
1,25280
1,31544
1,37808
1,44072
1,50336
0,00000
0,00000
0,00002
0,00010
0,00030
0,00074
0,00152
0,00280
0,00473
0,00751
0,01133
0,01640
0,02293
0,03118
0,04138
0,05376
0,06859
0,08616
0,10677
0,13074
0,15844
0,19033
0,22692
0,26885
0,31693
0,00000
0,06138
0,12276
0,18414
0,24552
0,30690
0,36828
0,42966
0,49104
0,55242
0,61380
0,67518
0,73656
0,79794
0,85932
0,92070
0,98208
1,04346
1,10484
1,16622
1,22760
1,28898
1,35036
1,41174
1,47312
0,00000
0,00000
0,00002
0,00011
0,00035
0,00084
0,00174
0,00319
0,00540
0,00858
0,01294
0,01873
0,02622
0,03566
0,04733
0,06153
0,07862
0,09891
0,12281
0,15079
0,18342
0,22140
0,26567
0,31746
0,37867
0,00000
0,05982
0,11964
0,17946
0,23928
0,29910
0,35892
0,41874
0,47856
0,53838
0,59820
0,65802
0,71784
0,77766
0,83748
-0,89730
0,95712
1,01694
1,07676
1,13658
1,19640
1,25622
1,31604
1,37586
1,43568
0,00000
0,00000
0,00002
0,00012
0,00038
0,00093
0,00190
0,00351
0,00593
0,00942
0,01421
0,02058
0,02881
0,03920
0,05206
0,06775
0,08664
0,10916
0,13583
0,16726
0,20425
0,24790
0,29974
0,36219
0,43943
2400 < D < 4000
0 0,00060 0,00000 0,00000 0,06000 0,00000 0,00000
1 0,04356 0,00000 0,04332 0,00000 0,04296 0,00000
2 0,08712 $00000 0,08664 0,00000 0,08592 0,00000
3 0,13068 0,00000 0,12996 0,00001 0,12888 0,00001
4 0,17424 0,00001 0,17328 0,00003 0,17184 0,00004
5 0,21780 0,00003 0,21660 0,00006 0,21480 0,00009
6 0,26136 0,00007 0,25992 0,00013 0,25776- 0,00020
0,00000 0,00000 0,00000 0,00000 0,00000 0,00000 0,00000 0,00000
0,04244 0,00000 0,04176 0,00000 0,04092 0,00000 0,03988 0,00000
0,08488 0,00000 0,08352 0,00000 0,08184 0,00000 0,07976 0,00000
0,12732 0,00002 0,12528 0,00002 0,12276 0,00002 0,11964 0,00002
0,16976 0,00005 0,16704 0,00006 0,16368 0,00007 0,15952 0,00008
0,21220 0,00012 0,20880 0,00015 0,20460 0,00017 0,19940 0,00018
0,25464 0,00025 0,25056 0,00030 0,24552 0,00035 0,23928 0,00038
4*
99
98
Угол при вершине
Номер точки 5 10 15
Кх КУ *х КУ КУ
7 0,30492 0,00012 0,30324 0,00025 0,30072 0,00036
8 0,34848 0,00021 0,34656 0,00042 0,34368 0,00061
9 0,39204 0,00034 0,38988 0,00067 0,38664 0,00098
10 0,43560 0,00051 0,43320 0,00101 0,42960 0,00149
11 0,47916 0,00075 0,47652 0,00167 0,47256 0,00216
12 0,52272 0,00105 0,51984 0,00207 0,51552 0,00305
13 0,56628 0,00144 0,56316 0,00284 0,55848 0,00417
14 0,60984 0,00192 0,60648 0,00379 0,60144 0,00557
15 0,65340 0,00251 0,64980 0,00496 0,64440 0,00728
16 0,69696 0,00323 0,69312 0,00637 0,68736 0,00936
17 0,74052 0,00408 0,73644 0,00805 0,73032 0,01183
18 0,78408 0,00508 0,77976 0,01004 0,77328 0,01474
19 0,82764 0,00625 0,82308 0,01234 0,81624 0,01813
20 0,87120 0,00760 0,86640 0,01501 0,85920 0,02205
21 0,91476 0,00914 0,90972 0,01806 0,90216 0,02654
22 0,95832 0,01089 0,95304 0,02152 0,94512 0,03164
23 1,00188 0,01286 0,99636 0,02543 0,98802 0,03740
24 1,04544 0,01507 1,03968 0,02961 1,03104 0,04386
25 1,08900 0,01753 1,08300 0,03468 1,07400 0,05106
26 1,13256 0,02025 1,12632 0,04008 1,11696 0,05905
27 1,17612 0,02324 1,16964 0,04602 1,15992 0,06786
58 1,21968 0,02652 1,21296 0,05264 1,20288 0,07755
29 1,26324 0,03009 1,25628 0,05966 1,24584 0,08815
30 1,30680 0,03396 1,29960 0,06740 1,28880 0,09970
31 1,35036 0,03815 1,34292 0,07677 1,33176 0,11225
32 1,39392 0,04266 1,38624 0,08481 1,37472 0,12584
33 1,43748 0,04749 1,42956 0,09452 1,41768 0,14052
34 1,48104 0,05266 1,47288 0,10492 1,46064 0,15631
35 1,52460 0,05816 1,51620 0,11603 1,50360 0,17326
36 1,56816 0,06400 1,55952 0,12786 1,54656 0,19140
Однако иногда технически целесообразно такие конические переходы заме-
нять нормальными с усеченными под углом к оси конус основаниями (рис. VI 1.22).
Такие конические поверхности в отличие от наклонных имеют постоянную кри-
визну поверхности, что важно при изготовлении их путем вальцовки.
Определение величин перехода показано на рис. VII.22. При данных диамет-
рах меньшего d и большего D цилиндра и угла перелома контурных образующих
2$ можно определить необходимые основные величины перехода:
£=-|-tgp; (VII.38)
tfK = -^-cos£; (VII.40)
HK = Bcosp = ~|±coS₽; (VII.41)
100
Продолжение табл. VII.6
конуса а, град
20 25 30 35
к* КУ Кх
0,29708 0,00047 0,29232 0,00056 0,28644 0,00064 0,27916 0,00070'
0,33952 0,00079 0,33408 0,00095 0,32736 0,00109 0,31904 0,00119
0,38196 0,00127 0,37584 0,00152 0,36828 0,00174 0,35892 0,00190
0,42440 0,00192 0,41760 0,00231 0,40920 0,00264 0,39880 0,00289
0,46684 0,00280 0,45936 0,00336 0,45012 0,00384 0,43868 0,00421
0,50928 0,00394 0,50112 0,00473 0,49104 0,00540 0,47856 0,00593
0,55172 0,00539 0,54288 0,00648 0,53196 0,00740 0,51844 0,00813
0,59416 0,00721 0,58464 0,00866 0,57288 0,00989 0,55832 0,01086
0,63660 0,00943 0,62640 0,01133 0,61380 0,01294 0,59820 0,01421
0,67104 0,01211 0,66816 0,01455 0,65472 0,01662 0,63808 0,01827
0,72148 0,01531 0,70992 0,01840 0,69564 0,02103 0,67796 0,02310
0,76392 0,01908 0,75168 0,02293 0,73656 0,02622 0,71784 0,02881
0,80636 0,02348 0,79344 0,02823 0,77748 0,03228 0,75772 0,03548
0,84880 0,02856 0,83520 0,03435 0,81840 0,03928 0,79760 0,04320
0,89124 0,03438 0,87696 0,04138 0,85932 0,04733 0,83748 0,05206
0,93368 0,04101 0,91872 0,04937 0,90024 0,05650 0,87736 0,06218
0,97612 0,04850 0,96048 0,05842 0,94116 0,06690 0,91724 0,07367
1,01856 0,05691 1,00224 0,06859 0,98208 0,07862 0,95712 0,08664
1,06100 0,06630 1,04400 0,07998 1,02300 0,09177 0,99700 0,10122
1,10344 0,07674 1,08576 0,09268 1,06392 0,10646 1,03688 0,11756
1,14588 0,08829 1,12752 0,10677 1,10484 0,12281 1,07676 0,13583
1,18832 0,10102 1,16928 0,12235 1,14576 0,14098 1,11664 0,15621
1,23076 0,11499 1,21104 0,13954 1,18668 0,16112 1,15652 0,17893
1,27320 0,13028 1,25280 0,15844 1,22760 0,18342 1,19640 0,20425
1,31564 0,14699 1,29456 0,17920 1,26852 0,20810 1,23628 0,23254
1,35808 0,16517 1,33632 0,20198 1,30944 0,23539 1,27616 0,26417
1,40052 0,18491 1,37808 0,22692 1,35036 0,26567 1,31604 0,29974
1,44296 0,20630 1,41984 0,25424 1,39128 0,29927 1,35592 0,34000
1,48540 ' 0,22947 1,46160 0,28415 1,43220 0,33672 1,39580 0,38601
1,52784 0,25449 1,50336 0,31692 1,47312 0,37867 1,43568 0,43943
Rp~ 2tg (3 =гр + В’ (VII.42)
^4tg₽; (VII.43)
d '•K = -yCos₽; (VI 1.44)
- d rP~ 2tgp ’ (VII.45)
n=B + e — E= — ~Л.. . 2tgp (VH.46)
. Величины и углы обозначены на рис. VII.22. Развертка половины боковой по-
верхности усеченного наклоннымй плоскостями конуса рассмотрена на
101
рис. VI1.23. По данным Як; /?к; гк; рн а определяют необходимые величины
развертки:
Pp = 90°sinp; . (УЛ.47)
р
(VII.48)
Л = Яр sin Рр; (VII.49)
Н = Яр (1 — cos рр); (VII.50)
fi=—(VII.51)
COS Р 4 /
Рис. VII.21. Развертка верхней и нижней частей
боковой поверхности наклонного конуса.
Рис. VI 1.22. Конический пере-
ход с общей образующей.
/"к
Гр sin ’
а = Гр sin рр;
Л=гр(1 — cosPp);
L = 7^р2Рр‘,
I — г р2рр;
С 6п sin а »
п ' cos р cos рЛ sin фл *
где
= Як • (1 — cos уд) — для точек (0° < ул < 90°)л;
еп = + #к • sin уЛ —для точек (0° < ул < 90°),
tg ₽n = *g Р • cos уп; уя — из условия 120 < 7?к (ул+1 — ул) < 150;
Фя = 90° — а ± pn, для точек 0 ч- берут знак (+),
П , X
для точек -у -т- п — знак (—).
А
(Vn.52)
(VII.53)
(VII.54)
(VII.55)
(VII.56)
(VII.57)
102
Для подсчета габаритных размеров развертки по масштабу или по максималь-
ному значению определяют
М = (Яр + Сп) cos рр. — Яр, (VII.58)
где
pPz = pfsinP; & = уп — 90°.
Результаты подсчета рекомендуется сводить в таблицу.
2
Рис. VII.23. Развертка боковой поверхности усеченного наклонной
плоскостью нормального кругового конуса.
Рис. VI 1.24. Переход с круга
на прямоугольник (половина
боковой поверхности пере-
хода).
5
При принятых равных количествах точек по верхнему и нижнему основани-
ям конуса стрелки верхней кривой развертки рационально определять по нижним,
умножая их на коэффициент подобия, равный отношению радиусов гр и Яр или
гк и Лк*
Развертка перехода с круга на прямоугольник. Два контура, расположенные
различным образом относительно друг друга в пространстве, могут быть соеди-
нены поверхностями, представляющими собой сочетания нескольких простых
поверхностей (плоских, конических, цилиндрических и т. п.).
ЮЗ
Переходы с круга на прямоугольник (рис. VI 1.24) осуществляют плоскими и
коническими поверхностями. Развертки их строят способом триангуляции.
Определение размеров развертки перехода и основные соображения рассмотре-
ны при определении развертки боковой поверхности наклонных конусов.
Сферические поверхности. Сферические поверхности не разворачиваемы.
Существует несколько приближенных способов их раскроя, учитывающих произ-
Рис. VI 1.25. Развертка сферической поверх-
ности.
водственные возможности при изго-
товлении. Методы определения раз-
меров разверток элементов явля-
ются приближенными, но удовлетво-
ряют требованиям практического
применения. На рис. VI 1.25 пред-
ставлена развертка меридиональ-
ного элемента сферической поверх-
ности, определенная по формулам,
выведенным автором и внедренным,
в производство. .Хорошие резуль-
таты применимости формулы полу-
чены при изготовлении крупнораз-
мерных (3200 на 3200 мм) элементов *
купола воздухонагревателя домен-
ной печи объемом 5000 м3 с радиу-
сом сферы, равным 7330 мм.
Значения координат кривой
развертки получены сечениями эле-
мента сферы плоскостями, прохо-
дящими через центр сферы пер-
пендикулярно к плоскости, секу-
щей этот элемент на две равные части. Координаты кривой линии развертки:
\ Уп = ^п\ (VII.59)
Cn = Rx^ (VII.60)
= (VII.61)
Л = /? tg у sin срр; (VII .62)
Н = R tg у (1 — cos фр); (VII.63)
где R — радиус сферической поверхности; — угол положения секущих плос-
костей, принимаемый по условиям:
0° < < 90° - у; 150 < R (₽ п+1 - р„) < 200;
Фр — углы, определяемые по формулам:
tg = tg a cos (VII.64)
фр = а sin (90° — у), (VII.65)
где а, у — углы, обозначенные на рис. VI 1.25.
Увеличенный интервал углов принят в связи с незначительным изменением
кривизны боковой линии развертки. Для учета вытяжки материалов нижняя кром-
ка развертки должна быть искривлена на величину А (рис. VI 1.25), устанавливае-
мой эмпирически с учетом марки стали, толщины и ширины развертки.
Коэффициенты для определения размеров заготовки сферических элементов
при радиусах сферы до 8000 мм, разработанные одним из авторов, приведены в
табл. VII.8. Шестизначные значения коэффициентов следует умножить на радиус
сферической поверхности для получения соответствующих параметров развертки.
Учитывая производственные возможности (специальные приспособления, поз-
воляющие производить холодную вальцовку заготовок шириной до 1400 мм), коэф-
фициенты в таблице приведены для различных интервалов значений радиусов сфе-
рической поверхности. В графе интервалов указывается количество заготовок на
полусферу. Следует иметь в виду, что размеры развертки правильны и тогда, ког-
104
да они определены без учета производственных воз-
можностей или под приспособления, позволяющие
производить холодную вальцовку заготовок шириной
большей или меньшей 1400 мм, т. е. без увязки с
радиусами сферической поверхности, рекомендуемыми
табл. VI 1.7.
Торовые переходы. Они широко применяются в
листовых конструкциях там, где необходимо умень-
шить влияние краевого эффекта (возникновение до-
полнительных напряжений и деформаций в местах
резких изменений сечений или геометрических форм
поверхностей). На* рис. VII.26 представлен элемент
торового перехода в месте сопряжения цилиндричес-
кой и конической частей поверхности.
Торовая поверхность, кай4 и сферическая, нерза-
ворачиваема. Приближенно, с достаточной для прак-
тики точностью, элемент торовой поверхности может
Рис. VI 1.26. Торовый переход.
Рис. VII.27. Развертка элементов торового перехода.
быть развернут, как показано на рис. VII.27, по данным, приведенным на
рис, VII.26 величинам и следующим расчетным формулам:
4 (J?—г)| 1—cos — 1 + га sin-у
р — ~ 1 . /vii
а • (v 11.00)
4sin~
В = га; (VII.67)
Д = Rp sin Yp-, (VII.68)
Yp = Tsin-^-; (VII.69)
И = Rp (1 — cos -yp); (VII.70)
LT = 2Ry; (VII.71)
a = (Rp — B) sin yp; (VII.72)
Л = (Rp — В) (1 — cos yp); (VII.-73)
6 6-3006 105
Таблица VII.7. Значения коэффициентов для определения параметров разверток
С/ — RcpKx
yi == RcpKy
Номер точки ЯСр < 1325 1325 < Яср < 1750 1750 < Ягп < 2250
а, = 60°; v = 22° 30'; пл = 8 а = 67° 30'; v = 20°; пл 9 а= 54°; « 18°; лл == 10
*х [ *Х ’ КУ.
0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21 22 , 23 24 0,392699 0,390760 0,384947 0,375275 0,361749 0,344421 0,323346 0,298616 0 270386 0,238824 0,204218 0,000000 0,104720 0,209440 0,314159 0,418879 0,523599 0,628319 * 0J33039 0,837758 0,942478 1,047198 0,349066 0,347519 0,342875 0,335157 0,324389 01310606 0,293870 0,274264 0,251900 0,226922 0,199520 0,169918 0,138395 0,000000 0,098175 0,196550 0,294524 0,392699 0,490874 0,589049 0,687.223 0,785398 0,883573 0,981748 1,079922 Г, 178098 0,314159 0,313253 0,310538 0,306019 0,299998 0,291630 0,281803 0,270264 0,257053 0,242223 0,225836 0,207971 0,188709 0,000000 0,078540 0,157080 0,235619 0,314159 0,392699 0,471239 0,549779 0,628318 0,706858 0,785398 0,863938 0,942478
4 = /?ср 0,192586 Я=/?ср 0,033068. 7?р = /?ср 0,577350 L = /?cp 1,047198 1 = 2?ср 0,523599 г = RB . 0,500000 Л==/?в 0,133975 A = Rcp, 0,131278 Н = /?ср 0,021353 Яр = Яср 0,414214 L = Rcp 1,178098 1 = #ср 0,392699 г = RB 0,382683 h = RB 0,076120 А = Яср 0,182675 Н = /?ср 0,023340 ЯСр 0,726543 L = i?Cp 0,942478 1 = Яср 0,628318 г = /?в 0,587785 Л = 2?в 0,190983
106
элементов сферической поверхности
2250 < < 2675 '-Н 2675 < Яср < 3350 3350 < < 4000 4000 < /?ср < 4500
а = 60»; т = 15»; «Л =12 а = 66°; v = 12°; пл= 15 а = 72°; у = 10°; пл=18; а = 72°; у = 9°; пл 20
*х КУ «X КУ Кх *х 1 S
0,261799 0,000000 0,209440 0,000000 0,174533 0,000000 0,157080 0,000000
0,261271 0,065450 0,209163 0,052360 0,174300 0,052360 0,156866 0,052360
0,259661 0,130900 0,208324 0,104720 0,173597 0,104720 0,156231- 0,104720
0,256990 0,196349 0,206933 0,157080 0,172429 0,157080 0,155174 0,157080
0,253262 0,261799 0,204994 0,209440 0,170795 0,209440 0,153700 0,209440
0,248486 0,327249 0,202502 0,261799 0,168701 0,261799 «,151810 0,261799
0,242674 0,392699 0,199467 0,314159 0,166150 0,314159 0,149507 0,314159
0,235842 0,458149 0,195894 0,366519 0,163150 0,366519 0,146802 0,366519
0,228018 0,523598 0,191792 0,418879 0,159712 0,418879 0,143694 0,418879
0,219213 0,589048 0,187172 0,471239 0,155834 0,471239 б, 140194 0,471239
0,209459 0,654498] 0,182043' 0,523599 0,151533 0,523599 0,136315 0,523599
0,198793 0,719948 0,176414 0,575959 0,146816 0,575959 0,132058 0,575959
0,187250 0,785398 0,170296 0,628318 0,141696 0,628318 0,127438 0,628318
0,174867 0,850847 0,163712 0,680678 0,136184 0,680678 0,122512 0,680678
0,1615§3 0,916297 0,156668 0,733038 0,130294 0,733038 0,117160 0,733038
0,147781 0,981747 0,149182 0,785398 0,124040 0,785398 0,111531 0,785398
0,133183 1,047197 0,141280 0,132975 0,124297 0,115255 0,105883 0,096202 0,086244 0,837758 0,890118 0,942478 0,994838 1,047198 1,099557 1,151917 0,117441 0,110513 0,103275 0,095741 0,087936 0,07^883 0,071597 0,063108 0,054435 0,837758 0,890118 0,942478 0,994838 1,047198 1,099557 1,151917 1,204277 1,256637 0,105582 0,099348 0,092827 0,086050 0,079025 0,071782 0,064330 0,056699 0,048903 0,837758 0,890118 0,942478 0,994838 1,047198 1,099557 1,151917 1,204277 1,256637
0,129780 = ^ср 0,084668 Л = ЯСр 0,053686 Л = *СР 0,048359
Н = #ср 0,014775 'H = RCB 0,008125 н = Яср 0,004466 ^=«ср 0,003619
= %ср 0,577350 II Ьа О ' о 0,445229 = ^ср 0,324920 *Р = Яср 0,324920
L ~ ^ср 1,047197 L = /?CP 1,151917 L = «cp 1,256637 ~ ^ср 1,256637
/==?ср 0,523599 * = *ср 0,418879 1 = ^ср 0,314159 Z = /?CP 0,314159
г = $в 0,500000 г р= 0,406737 г == 0,309017 0,309017
а? II 0,133975 0,086455 h з» 0,048943 0,048943
б*
107
Номер точки 4500 < Яср < 5350 5350 <
а = 62° 30'; уи « 7° 30'; н и п” = 24 л ав <= 12’ 30'; vB = 15’; п® = 12 ан = 50°; ?н в 6°: ин = 30 л
«X КУ КХ ку *х ку .
0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21 22 23 24 25 26 27 28 0,130900 0,130774 0,130405 0,129794 0,128931 0,127831 0,126488 0,124907 0,123084 0,121039 0,118755 0,116249 0,113524 0,110581 0,107425 0,104070 0,100512 0,096759 0,092822 0,088706 0,084426 0,079975 0,075369 0,070618 0,065731 0,060713 0,000000 0,043633 0,087266 0,130900 0,174533 0,218166 0,261799 0,305432 0,349066 0,392699 0,436332 0,479965 0,523598 0,567232 0,610865 0,654498 0,698131 0,741764 0,785398 0,829031 0,872664 • 0,916297 _ 0,959930 ’ 1,003563 1,047197 1,090830 0,123099 0,112758 0,102180 0,091387 0,080401 0,069241 0,000000 0,043633 0,087266 0,130900 0,174533 0,218166 0,104720 0,104662 0,104468 0,104148 0,103707 0,103139 ’ 0,102446 0,101632 0,100691 0,099629 0,098446 0,097142 0,095722 0,094185 0,092536 0,090772 0,088895 0,086913 0,084828 0,082632 0,080339 0,077949 0,075461 0,072882 0,070211 0,067457 0,000000 0,034907 0,069813 0,104720 0,139626 0,174533 0,209439 0,244346 0,279253 0,314159 0,349066 0,383972 0,418879 0,453786 0,488692 0,523599 0,558505 0,593412 0,628318 - 0,663225 - 0,698132 0,733038 0,767945 0,802851 . 0,837758 0,872665 I
108
Продолжение табл. VI 1.7
Z?cp < 6700 6700 < Я ср < 8000
ав= 31° 30'; VB = 7°30';
ав = 28°; ? = 90; и® = 20 % = ««; ун = 5°; = 36 лв = л = 24
кх S «х *х КУ
0,101457 0,000000 0,087266 0,000000 0,086156 0,000000
0,097205 0,034907 0,087227 0,030543 0,083107 0,030543
0,092827 0,069813 0,087106 0,061086 0,079975 0,061086
0,088338 0,104720 0,086903 0,091629 0,076765 0,091629
0,083737 0,139626 0,086617 0,122173 0,073489 0,122173
0,079025 0,174533 0,086258 0,152716 0,070033 0,152716
0,074220 0,209439 0,085812 0,183259 0,066720 0,183259
0,069319 0,244346 0,085288 0,213802 0,063237 0,213802
0,064330 0,279253 0,084687 0,244346 0,059699 0,244346
0,059259 0,314159 0,084009 х 0,274889 0,056097 0,274889
0,054115 0,349066 0,083246 0,305432 0,052446 0,365432
0,048903 0,383972 0,082408 0,335975 0,048749 0,335975
0,043628 ' 0,418879 0,081498 0,366519 0,044996 0,366519
0,038300 0,453786 0,080508 0,397062 0,041205 0,397062
0,032919 0,488692 0,079446 0,427605 0,037374 *0,427605
0,078307 0,458148 0,033505 0,458148
0,077095 0,488692 0,029607 0,488692
0,075811 0,519235 0,025680 0,519235
0,074457 0,549778 0,021724 0,549779
0,073037 0,580321
0,071543 0,610865
0,069988 0,641408 -
0,068363 0,671951
0,066676 0,702494
0,064925 0,733038
0,063112 0,763581
0,061246 , 0,794124
0,059306 0,824667
0,057333 0,855211
10$
4500 < < 5350 5350 <
aH = 62°30; ?н = 7° 30'; П* = 24 л aB= 12° 30'; ?B = 15°; "л=12 aH= 50°; vH= 6°; n" = 30 Л
/ = Rcp 0,261799 h = RB 0,034074 г — RB 0,258819 А = Rcp 0,060306 Н = Rcp 0,003505 Rp - Rcp 0,520567 LH = Rcp 1,090830 R = RB 0,461749 da = RB 0,538251 hB = RB 0,887011 L -- Rcd 0,060443 AB = Rcp 0,119803 a = Rcp 0,067039 HB=Rcp 0,013973 йр = /?Ср 0,008522 Rp = Rcp 6,520567 ' rp = Rcp 0,267949 LB=Rcp 0,218166 R = RB 0,461749 dB = RB 0,202930 hB = RB 0,078915 lB = Rcp 0,067759 /H — Rc_ 0,120886 A = Rcp 0,067242 H = Rcp 0,002699 Rp = Rcp 0,839100 £H *= Rcp 0,872665 R=RB 0,642788 d„ = RB 0,357212 ha = RB 0,766044 L = Rcp 0,067^14 I = Rcp 0,209439 h=RB 0,021852 r = RB 0,207912
Ci = «рТр - Ry = rd --------------1 L (VII .74)
\ COS-2“ /
Г /, a XT I В \ a / a \
C2~ Я — H1 — cos—) p — Rp — -y) Yp — rycos —11 — cos — I ;
(VII.75)
(a \
COS—7— \
4 \
-----J-----1 I- (VII.76)
cos“2“-----J
Кривую R > 6000 следует координировать по коэффициентам, приведенным в
табл. VII.8. Размеры R, га задаются чертежами КМ.
При назначенйи радиуса тора г должно быть учтено имеющееся на заводе
оборудование для*производства трровых элементов. Угол у определяют при раз-
работке чертежей КМД в зависимости от имеющейся длины так называемой «пос-
тели», в которой производится холодная прокатка элементов тора. Длина элемен-
тов должна быть короче примерно на 0,8 м длины «постели» для возможности обес-
печения технологических нрипусков. Результаты подсчета размеров развертки
заносят в таблицу.
VII.7. БУНКЕРЫ. КОНСТРУИРОВАНИЕ
Определение конструкции и основных конструктивных элементов. Бункеры
имеют различные геометрические формы, определяемые характеристикам» за-
полнителей (углами внутреннего трения), соображениями максимального испрль- .
ВО
Продолжение табл. VI 1.7
ЯСр < 6700 6700 < /? < 8000 . ___________ v н
ав = 28- у = 9°; “H=49°; vH = 5°; . aB= 31° 30' ; vB = 7° 30';
< = л = 20 = 36 4 = 24
1 Kx Ky *x |
' сх 11 си 0,100726 I = Rcp 0,165807 = Rcp 0,085738
а ~ Rcp 0,032531 h — Rb 0,013714 a ~ Rcp 0,021250
Нв — Rcp 0,0060^8 r = RB 0,165048 tfe-Rcp 0,004238
hp = RCp 0,002504 ~ Rcp 0,057212 = Rcp. 0,001374
Rp — Rcp 0,839103 ^-Rcp 0,001885 Rp ~ Rcp 0,869287
rP = Rcp 0,212557 o II. n3 0,869287 rp Rcp 0,167343
== RCp 0,488692 — RCp 0,855211 = Rcp 0,549779
R = Rb 0,642788 и II Qi 0,656059 R = Rb 0,656059
dQ = Rb 0,434876 — RB 0,343941 dB Rb 0,491011
Йв — Rb 0,212104 Ян — Rb 0,754710 /Ib = Rb 0,231576
~ Rcp 0,032659 L = RCp 0,057252 /в == Rcp 0,021605
Zh = RCp 0,100970 = RCp 0,085877
зования пространства, эксплуатационными и прочими требованиями. Бункеры
выполняются различных размеров если бункер возможно отгрузить одним отпра-
вочным элементом (без бункерных балок или с ними), он габаритный. Если бункер
отправляют отдельными элементами, он негабаритный.
Основные элементы бункеров:
бункерные балки, воспринимающие вертикальные и горизонтальные нагруз-
ки от бункеров;
стенки бункеров, воспринимающие нормальное давление и растягивающие
усилия от веса заполнителя и собственного веса бункера;
ребра стенок бункеров, воспринимающих нагрузки от заполнителей бункеров;
выпускные отверстия, предназначенные для выпуска заполнителя бункера;
футеровка бункеров — различного рода защитные конструкции, ограждаю-
щие стенки и балки бункеров от неблагоприятных воздействий заполнителя (уда-
ры, абразивность и т. п.). 4
По форме бункеры бывают круглые, прямоугольные и с переходами.] В чер-
тежах стадии КМ приводят:
положение в пространстве бункерных балок и верхних обрезов стенок бунке-
ров (привйзочные размеры в плане и отметки);
сечения, конструкция опорных узлов, расстановка и сечение ребер бункер-
ных балок;
сечения (толщина листов), место центровки на бункерной балке и на выпуск-
ном отверстии, узлы соединений между собой стенок бункеров;
положение по высоте бункера, сечения, узел сопряжения между собой ребер
бункера, расстановка и сечение поперечных ребер (толщина этих ребер должна
быть равна толщине стенок бункера, что упрощает их комплектование металло-
прокатом);
положение, сечение, привязочные размеры отверстий, конструкция выпускно-
го отверстия бункера;
сечения (толщина листа), материал, область расположения, способ крепления
к стенкам бункеров, узльГи конструкции в местах сопряжения стенок, а также
максимальные размеры листов футеровки.
111
Таблица VII.8, Таблица
координат точек окружности
Номер точки 5000 '< 7? < 6000 6000 < Я < 9000 9000 < Я < 16000 16000 < R < 23000
кх КУ
1 0,026177 0,000343 0,020942 0,000219 0,015707 0,000123 0,013090 0,000086
2 0,052336 0,001370 0,041876 0,000877 0,031411 0,000493 0,026177 0,000343
3 0,078459 0,003083 0,062791 0,001973 0,047106 0,001110 0,039260 0,000771
4 0,104528 0,005478 0,083678 0,003507 0,062791 0,001973 0,052336 0.001370
5 0,130526 0,008555 0,104528 0,005478 0,078459 , 0,003083 0,065403 0,002141
6 0,156434 0,012312 0,125333 0,007885 0,094108 01004438 0,078459 0,003083
7 0,182236 0,016745 0,146083 0,010728 0,109734 0,006039 0,091502 0,004195
8 0,207912 0,021852 0,166769 0,014004 0,125333 0,007885 0,104528 0,005478
9 0,233445 0,027630 0,187381 0,017713 0,140901 0,009976 0,117537 0,006932
10 0,258819 0,034074 0,207912 0,021852 0,156434 0,012312 0,130526 0,008555
11 0,284015 0,041180 0,228351 0,24869^ 0,026421 0,171929 0,014891 0,143493 -0,010349
12 0,309017 0,048943 0,031417 0,187381 0,017713 0,156434 0,012312
13 0,333807 0,057359 0,268920 0,036837 0,202787 0,020777 0,169350 0,014444
14 0,358368 0,066420 0,289032 0,042681 0,218143 0,024083 0,182236 0,016745
15 0,382683 0,076120 0,309017 0,048943 0,233445 0,027630 0,195090 0,019215
16 0,406737 0,086455 0,328867 0,055624 0,248690 0,031417 6,207912 0,021852
17 0,430511 0,097415 0,348572 0,062718 0.263873 0,035443 0,220697 0,024658
18 0,453990 0,108993 0,368125 0,070224 0,278991 0,039706 0,233445 0,027630
19 0,477159 0,121183 0,387516 0,078137 0,294040 0,044207 0,246153 0,030769
20 0,500000 0,13397.5 0,406737 0,086445 0,309017 0,048943 0,258819 0,034074
21 . 0,522499 D,147360 0,425779 0,995173 0,323917 0,053915 0,271440 0,037545
22 0,544639 0,161329 0,444635 0,104288 0,338738 0,059119 0,284015 0,041180
23 0,566406 0,175874 0,463296 0,113796 0,353475 0,064556 0,296542 0,044980
24 0,587785. 0,190983 0,481754 0,123693 0,368125 0,070224 0,309017 0,048943
25 0,608761 0,206647 0,500000 0,133975 0,382683 0,076120 0,321439 0,053070
26 0,629320 0,222854 0,518027 0,144636 0,397148 0,082245 0,333807 0,057359
27 0,649448 0,239594 0,535827 0,155672 0,411514 0,088597 0,346117 0,061809
28 0,669131 0,256855 0.553392 0,167079 0,425779 0,095173 0,358368 0,066420
29 0,688355 0,274626 0,570714 0,178851 0,43’9939 0,101972 0,370557 0,071190
30 0,707107 0,292893 0,587785 0,190983 0,453990 0,108993 0,382683 0,076120
31 0,725374 - 0,311645 0,604599 0,203470 0,467930 0,116234 0,394744 0,081209
32 0,743145 0,330869 0,621148 0,216307 0,481754 0,123693 0,406737 0,086455
33 0,760406 0,350552 . 0,637424 0,229487 0,495459 0,131368 : 0,418660 0,091857
34 0,777146 0,370680 0,653421 0,243005 0,509041 0,139258 0,430511 0,097415
35 0,793353 0,391239 0,669131 0,256855 0,522499 0,147360 0,442289 0,103127
36 0,809017 0,412215 0,684547 0,271031 0,535827 0,155672 0,453990 0,108993
37 0,824126 0,433594 0,699663 0,285527 0,549023 0,164193 0,465615 0,115012
38 0,838671 0,455361 0,714473 0,300337 0,562083 0,172919 0,477159 0,121183
39 0,852640 0,477501 0,728969 0^15453 0,575005 0,181850 0,488621 0,127504 .
, 40 0,866025 0,500000 0,743145 0,330869 0,587785 0,190983 0,500000 0,133975
Разработка монтажных схем бункеров. Монтажную схему бункеров разраба-
тывают в соответствии с чертежами КМ, где должно быть четко указано положение
каждого отправочного элемента бункеров в пространстве, приведены таблицы
монтажных элементов, монтажных сварных швов, примечания. Узлы соедине-
ния приводят только те, котор ые^изменены при разработке чертежей КМД по
сравнению с узлами, приведенными в чертежах КМ. Изображение элементов футе-
ровки бункеров следует приводить на монтажной схеме отдельно от изображения'
бункеров, четко отражать их взаимное расположение.
Бункерные балки. Конструкция бункерных балок сочетает в себе собственно
балку и часть стенки бункера, так называемого «фартука», предназначенного, для
присоединения на монтаже стенок или воронки бункера к бункерной балке.
Сочетание этих двух разных конструктивных элементов в бункерной балке ус-
ложняет ее изготовление,
112
23000 < R < 36000 36000 < R < 50000 50000 < R < 70000 70000 < R < 110000
КУ КУ к* КУ КУ
0,010472 0,000055 0,008727 0,000038 - 0,007854 0,000031 0,006545 0,000021
0,020942 0,000219 0,017452 0,000152 0,015707 0,000123 0,013090 0,000086
0,031411 0,000493 0,026177 0,000343 0,023560 0,000278 0,019634 0,000193
0,041876 • 0,000877 0,034899 0,000609 0,031411 0,000493 0,026177 0,000343
0,052336 0,001370 0,043619 / 0,000952 0,039260 0,000771 0,032719 0,000535
0,062791 0,001973 0,052336 Z 0,001370 0,047106 0,001110 0,039260 0,000771
0,073238 0,002686 0,061049 0,001865 0,054950 0,001511 0,045799 0,001049
0,083678 0,003507 0,069756 0,002436 0,062791 0,001973 0,052336 0,001370
0,094108 0,004438 0,078459 0,003083 0,070627 0,002497 0,058871 0,001734
0,104528 0,005478 0,087156 0,003805 0,078459 0,003083 0,065403 0,002141
0,114937 0,006627 0,095846 0,004604 0,086286 0,003730 0,071933 0,002591
0,125333 0,007885 0,104528 0,005478 0,094108 0,004438 0,078459 0,003083
0,135716 0,009252 0,113203 0,006428 0,101924 0,005208 0,084982 0,003618
0,146083 0,010728 0,121869 0,007454 0,109734 0,006039 0,091502 0,004195
0,156434 0,012312 0,130526 0,008555 0,117537 0,006932 0,098017 0,004815
0,166769 0,014004 0.139173 0,009732 0,125333 0,007885 0,104528 0,005478
0,177085 0,015804 0,147809 0,010984 0,133121 0,008900 0,111035 0,006184
0,187381 0,017713 0,156434 0,012312 0,140901 0,009976 0,117537 0,006932
0,197657 0,019729 0,165048 0,013714 0,148672 0,011114 0,124034 0,007722
0,207912 0,021852 0,173648 0,015192 0,156434 0,012312 0,130526 0,008555
0,218143 0,024083 0,182236 0,016745 0,164187 0,013571 0,137012 0,009431
0,228351 0,026421 0,190809 0,018373 0,171929 , 0,01489Г 0,143493 0,010349
0,238533 0,028866 0,199368 0,020075 0,179661 0,016271 0,149967 0,011309
0,248690 0,031417 * 0,207912 0,021852 0,187381 0,017713 0,156434 0,012312
0,258819 0,034074 0,216440 • 0,023704 0,195090 0,019215 0,162895 0,013357
0,268920 0,036837 0,224951 0,025630 0,202787 0,020777 0,169350 0,014444
0,278991 0,039706 0,233445 0,027630 0,210472 0,022400 0,175796 0,015573
0,289032 0,042681 0,241922 0,029704 0,218143 0,024083 0,182236 0,016745
.0,299041 0,045760 0,250380 0,031852 0,225801 0,025827 ' 0,188667 0.0J7959
0,309017 0,048943 0,258819 0,034074 ’ 0,233445 0,027630 0,195090 0,019215 1
0,318959 0,052232 0,267238 0,036370 0,241075 0,029494 0,201505 0,020513
0,328867 0,055624 0,275637 0,038738 0,248690 0,031417 0,207912 0,021852
0,338738 0,059119 0,284015 0,041180 0,256289 0,033400 0,214309 ‘ 0,023234
0,348572 0,062718 0,292372 0,043695 0,263873 0,035443 0,220697 0,024658
0,358368 0,066420 0,300706 0,046283 0,271440 0,037545 0,227076 0,026123
0,368125 0,070224 0,309017 0,048943 0,278991 0,039706 0,233445 0,027630
0,377841 0,074129 0,317305 0,051676 0,286525 0,041927 0,239804 0,029179
0,387516 0,078137 0,325568 0,054481 0,294040 0,044207 0,246153 0,030769
0,397148 0,082245 0,333807 0,057359 0,301538 0,046546 0,252492 0,032401
0,406737 0,086455 0,342020 0,060307 0,309017 0,048943 0,258819 0,034074
При разработке чертежей КМД должна быть учтена возможность изготовления
сварных балок без «фартуков» с последующей их установкой и приваркой. В этой
связи и простановка размеров на бункерной балке должна быть соответствующая
(необходимые размеры для изготовления балки и установочные размеры для
«фартука»). «Фартуки» изображают на чертеже с искажением их размеров, поэ-
тому деталировку их выносят отдельно, в сборке же приводят только установоч-
ные размеры (рис. VI 1.28). Если «фартуки» на общем виде перекрывают необходи-
мое для изображения балки место, в них делают такой условный вырез,, который
обеспечивал бы четкое представление об их установке и форме. При разработке
чертежей КМД следует учитывать возможность производства монтажных работ в
опорных узлах балки. Для этой цели по концам «фартуков» предусматривают
монтажные вставки минимальных размеров. Сопряжение вставок между собой
рекомендуется выполнять с выпуском кромки одной из них, Геометрическая
ИЗ
линия внутренней поверхности бункера, показанная на чертеже у этой кромки
(рис. VII.29), указывает на установку в первую очередь при монтаже этой вставки
после сварки опорного узла балки.
:Рис. VII.28. Опорный узел
бункерной балки.
При конструировании бункерных балок следует учитывать возможность ка-
чественного монтажа. При креплении вертикальных листов одной бункерной бал-
ки к ребрам другой размер установки ребер указывают от грани ребра, к которой
крепится вертикальный лист (рис. У.П.ЗО). -
Необходимо также учитывать возможность свободной заводки одной балки в
другую.
Рис. VI 1.29. Угло-
вой участок «фар-
тука» z бункерной
балки.
Рис. VII.30. Про-
становка установоч-
ных размеров опор-
ного ребра бункер-
ной балки.
Рис. VI1.31. Установо.чные -
размеры «фартука» бункер-
ной балки.
В конструкциях бункерных балок, где «фартуки» приваривают к поясам бай4*
ки, ребра жесткости могут выполняться не навею высоту балки, а доводиться толь-
ко до листов «фартуков» (разрез 1—7, рис. VI 1.28). Это исключает необходимость
образования прорезей в «фартуках», что значительно упрощает сборку, сварку,
и обеспечивает более точную установку «фартука»а
114
Следует обращать внимание на сварные швы приварки «фартука» к нижнему
поясу балки, раскрытие в которых меньше угла 45°. Выполнение таких швов
связано с некоторыми осложнениями при сварке (прожоги, невозможность обес-
печения сечения шва и т. п.). Кроме того, она способствует образованию больших
усадочных деформаций «фартуков», поэтому сечейие их должно быть минималь-
ным. Уменьшение сечения может быть достигнуто строжкой продольной кромки
горизонтального листа балки (рис. VII.31). По требованиям транспортабельности
и условий выполнения монтажной сварки выдуск «фартуков» нйже горизонталь-
ных листов балки устанавливают в пределах 300 мм, при этом Линия отверстий
для сборки нижней'части бункера на всех балках по периметру бункера, изготов-
ляемого одной отправочной маркой, или, как мйнимум, на двух противоположных
балках должна быть на одном уровне.
При определении геометрических размеров входящей вставки «фартука»,
примыкающей к вставке другой бал^и в тдвр, необходимо учесть уменьшение го-
ризонтальных размеров ее, вызываемого пересечением наружной и внутренней по-
Рис. VI 1.32. Определение уменьшения горизонтальных размеров
стенок бункеров:
д — определение размера; б — простановка размеров.
верхнастей вставок. Уменьшение может быть определено без предварительного
определения значения-двугранного угла между соответствующими стенками
бункеров .
Дх = 6 cosa tg(90° — Р), (VII.77)
где 6, а — толщина и угол наклона листа входящего «фартука», для которого
определяется уменьшение размеров;
р—угол наклона листа «фартука» с выпуском сопрягаемой кромки
(рис. VII. 32).
Стенки бункеров. В зависимости от габаритных* размеров и условий монтажа
стенки бункеров изготовляют отдельными отправочными элементами, в сборе с
конструкцией выпускного отверстия либо в полном сборе с балками и выпуск-
ным отверстием. Для негабаритных бункеров с учетом требований максимальной
заводской готовности следует производить комбинированную разбивку бункеров
на отправочные марки: нижняя часть, бункера в пределах габаритных размеров
отправляется цельной воронкой, остальная часть — транспортабельными плос-
костями и балками. Плоскости отправляют с ребрами, концы которых для обес-
печения возможности подгонки при монтаже приваривают к плоскости монтаж-
ными швами. Стенки сопрягаются между собой с выпуском одной кромки ги
примыканием к другой с образованием таврового соединения с двусторонним без
скоса кромок швом. Величина выпуска должна учитывать толщины шва, стенки
и дополнительного припуска, она обычно ра!на 25—30 мм при толщине стенки
8—16 мм,
Прямоугольные фланцы выпускных отверстий следует конструировать с
односторонним выпуском элемента рамки (рцс. VIГ.33), что обеспечивает получе-
ние необходимой точности сборки рамки выпускного отверстия*
J15
Для изображения ребер необходимо приводить разрезы по ребрам, которые
при одинаковых профилях ребер совмещают на одном изображении, с указанием
размеров для каждого из них.
Стенки бункеров, оправляемых поясами, следует, изображать в вертикальном
положении. Это позволяет проставить размеры листа стенки в общем виде без вы-
носа, детали на свободное поле чертежа. Разрез по
ребру изображают условно повернутым в плос-
кость чертежа (рис. VI 1.34). Ширину пояса уста-
навливают с учетом требований транспортабель-
ности, максимального использования ширины
листового металлопроката, возможности производ-
ства сварки продольных стыков, минимального
количества заводских сварных швов и т. п. В связи
с тем, что стенки бункеров имеют скосы значитель-
Рис. УП.Зз\онст-
рукцияи простанов-
ка размеров ворон-
ки бункера.
Рис. VI 1.34. Конструкция и простанов-
ка размеров элементов плоскости бун-
кера.
ных размеров для более рационального использования металлопроката, а также
технологической правки усадочных деформаций следует предусматривать попе-
речные стыковые швы. При этом ширина плоскости, стен к и может быть доведена
до 2600 мм с учетом максимального использования ширины подвижного желез-
нодорожного состава. При определении геометр и- г .__________________
ческих размеров входящих стенок следует учиты- ~t
вать изменение горизонтальных размеров, рас-
смотренных выше для «фартуков» бункерных
Рис. VI 1.35. Сопряжение ребер стенок бункеров при Рис. VII.36. Простановка
соединениях ребер: размеров элементов футе-
fl, г «=» монтажных; б, в- заводских. ровки плоскости бункера^
. ребра стенок бункеров. В основном сечения горизонтальных ребер проекти-
руют из уголков или тавров (половина двутавровых балок). Для тяжелых бунювя
ров можно использовать ребра из составного сварного хечения или двутавровым
балок больших размеров. Последние применяют ограниченно, так как их-можно
116
установить на стенке бункера только перпендикулярно, что значительно усложня-
ет сопряжение ребер смежных стенок. Ребра из балок и швеллёров не конструк-
тивны. В малых бункерах ребра стенок между собой могут не соединяться. В этом
случае их устанавливают нормально к стенке и рассчитывают по шарнирной
схеме.
Для средних и тяжелых бункеров, где требуется образование замкнутых го-
ризонтальных рам, воспринимающих изгиб и нормальную силу, эти ребра рас-
полагают горизонтально. При таком расположении упрощается конструкция
сопряжения ребер (рис. VII.35), но менее рационально используется принятое
сечение ребер.
Футеровка бункеров. Сечение, материал, максимальные размеры и место ус-
тановки футеровки в.бункерах указывают в чертежах КМ. Назначение футеров-
ки — защита стенок и других элементов бункеров от преждевременного износа
в результате неблагоприятного воздействия заполнителей. В зависимости.от этих
воздействий в чертежах КМ предусматривают соответствующую конструкцию фу-
теровки. Наиболее часта футеровка из сталей марок 14Г2, 10Г2С1, ЗОГ и др. Лис-
ты футеровки крепят к стенкам бункеров при помощи сварки прерывистыми шва-
ми по периметру листа. ч
Футеровку отправляют с листами стенок бункеров (в этом случае ее привари-
вают на заводе) или отдельно с последующей приваркой к листам стенок бунке-
ров при монтаже. Листы футеровки, отправляемые отдельно, следует изображать
на развернутой плоскости стенок бункера, вычерченной в масштабе 1 : 20; 1: 25
(рис. VII.36). Зазор между кромками листов устанавливают в зависимости от
толщины футеровки и возможности сварки и может быть рекомендован равным
б + 10, где 6 — толщина листа футеровки. При конструировании элементов фу-
теровки следует предусматривать прямые резы, избегать стыкования листов фу-
теровки, учитывать рациональный раскрой и т. п.
VII.8. ТРУБОПРОВОДЫ
Определение и основное назначение конструкции, Трубопроводы предназна-
чены4 для транспортирования различных жидкостей, газов, сыпучих и пылевид-
ных масс. Трубопроводы проектируют цилиндрическими, однако при определен-
ных требованиях и условиях они могут быть прямоугольными, квадратными. В за-
висимости от внутреннего давления трубопроводы .разделяются на напорные и
безнапорные.
По назначению и виду транспортируемого материала трубопроводы разделя-
ют на газопроводы, нефтепроводы, воздухопроводы, пылепроводы, паропроводы,
водоводы, дымопроводы и т. п.
По геометрическим формам в элементах трубопровода различают прямые и
фигурные участки. Промышленные трубопроводы имеют значительную искрив-
ленность трассы в пространстве с большим количеством переходов от одного ди-
аметра к другому, примыканий к оборудованию или к другим трубопроводам и
т. ц. Магистральные трубопроводы имеют незначительные искривления трассы й
небольшое количество переходов и других фигурных частей.
Фигурные части трубопроводов более трудоемки в изготовлении по сравнению
с-ярямыми. Это следует учитывать при разбивке на отправочные элементы.' Фи-
гурные части в этом случае задаются минимальной длины. Среди фигурных час-
тей трубопровода (рис. VII.37) различают:
колена — искривленные части трубопровода одного диаметра;
переходы — изменения диаметра трубопровода при помощи конической *
вставки (для прямоугольного трубопровода — пирамидальной); штуцеры, трой-
ники — примыкание одного трубопровода к другому под различными углами;
компенсаторы — элементы трубопровода различной конструкции, предназначен-
ные для восприятия температурных расширений трубопровода, сохраняющие ос-
новные характеристики трубопровода (непроницаемость, прочность, жесткость
и т. п.).
Монтажные стыковые соединения элементов. трубопровода осуществляют
при помощи сварки на полубандажах или встык (рис, VII.38). Для й^бмышленных
117
трубопроводов этй соединения предпочтительны на полубандажах, позволяю-
щих компенсировать неточность изготовления отдельных элементов по дли-
не, а также линейные невязки трассы трубопровода. Зазор между концами труб
50 мм, размер нахлестки полубандажа 56, где 6—его толщина. Толщину полу-
бандажей назначают равной толщине стенки трубопровода. Трубопроводы при-
соединяют к оборудованию (дросселям, задвижкам, клапанам и т. п.) при помощи
фланцев, свариваемых из отдельных частей (для трубопроводов диаметром 800 мм
и более). Если требуется механическая обработка поверхности примыкания флан-
цев учитывают припуск 5 мм на толщину. Механическая обработка поверхности
фланца производится после сварки части трубы длиной 300 мм с черновой заготов-
кой фланца (рис. VI 1.39). Несоблюдение этой технологической последователь*
Рис. VI 1.37, Фигурные части трубопровода:
а колена; б переходы; в « штуцеры и тройники; г компенсаторы.
ности может привести к непоправимым сварочным деформациям обработанно-
го фланца. Присоединительные размеры фланцев должны быть заданы в черте-
жах КМ.
Монтажные стыковые соединения элементов магистральных трубопроводов
рационально осуществлять впритык с разделкой кромки. Способы соединения,
требования к стыковым швам, диаметры, толщина стенки, материал, геометриче-
ские размеры трассы, узлы опирания и примыкания к оборудованию и внутреннее
расчетное давление трубопроводов должны быть указаны в чертажах КМ.
При конструировании трубопроводов предусмаривают для погашения неточ*
ностей на трассе припуски на прямых участках, величина которых зависит от
длины трассы и устанавливается организацией, монтирующей эти трубопроводы
или составляющей проект организации работ (ПОР). При разбивке трассы на
отдельные марки следует широко унифицировать элементы трубопроводов, пре-
дусматривать максимальное количество одинаковых элементов. Подобные элементы!
одного диаметра с равной толщиной стенки с одинаковыми дополнительными
деталями размещают на одном чертеже. При больших количествах подобных эле-
ментов следует объединять два-три чертежа КМД общей спецификацией. Прямые
элементы трубопроводов не следует изображать на одном чертеже с фигурными
частями.
Прямые элементы. Способ изготовления определяет конструкцию прямых эле*
ментов. Элементы трубопровода малых диаметров (До 600 мм} изготовляемых из
цельнотянутых или сварных труб представлены на рис. VII.40, а, б. Длина этия
элементов может быть различна и зависит от потребности, длины наличных ни
складе труб, требований транспортабельности и монтажа, Элементы трубопроводе»’
118
средних диаметров (600—1500 мм) конструируют с учетом сварки их из предва-
рительно сваренных и завальцованных листовых деталей, называемых картами
(рис. VII.40, б, в), размеры которых устанавливают в зависимости от размеров и
толщины имеющегося листового металлопроката и от возможностей вальцевания.
При малой толщине листа крупноразмерные Карты не транспортабельны при внут-
рицеховых перевозках и кантовках, деформируются от собственного веса при
вальцовке.
При необходимости получения труб больших длин возможна сварка трубопро-
вода из нескольких карт (рис. VII.40, в). В этом случае кольцевые швы соедине-
ния карт должны быть выполнены на остающихся прокладках (для малых диамет-
ров, где невозможна или затруднена подварка корня шва) или с подваркой корня
а
Рис. VI 1.38. Монтажные стыни трубопроводов:
а — на полубандажах; б встык.
шва (для больших диаметров). Изготовление труб из карт увеличивает произ-
водительность труда, способствует экономному расходованию 'металлопроката
путем рационального раскроя при изготовлении карт и создает более благоприят-
ные условия труда сварщиков (минимальный объем сварочных работ в закрытом и
трудно вентилируемом пространстве). На общих видах чертежа КМД элементов
трубопроводов должны содержаться данные о наружном диаметре, толщине
стенки, длине трубы, ширине карт, установке и сварке полубандажей или требуе-
мых фасках по торцам труб, установке проушин для транспортирования и угол-
ков для увязки труб на подвижном составе, установке крестовин, обеспечиваю-
щих геометрическую форму сечения трубопровода- (для труб при малой толщине
стенки и больших диаметров), разрезы по сварным* швам карт, установка ребер
жесткости (если они предусмотрены чертежами КМ).
При диаметрах трубопровода свыше 1500 мм. элементы трубопровода из-
готовляют из отдельных листов (царг), обработанных и завальцованных в обра-
боточных цехах и свариваемых автоматической или полуавтоматической сваркой
на специальных приспособлениях (кантователях) в сборосварочных цехах
(рис. VI 1.40, г). Листы перед вальцовкой строгают по контуру с подготовкой кро-
мок под сварку или без нее (в зависимости от толщины листа и способа сварки).
Для возможности обработки продольных кромок в чертежах КМД ширина царг
должна быть задана на 10 жлг меньше ширины .комплектуемого листа. Г1еречень
данных, приводимых на общем виде чертежей КМД, таков же, как и для трубо-
проводов, изготовляемых с карт. При наличии ребер жесткости проушины ус-
танавливают впритык к ним, размер между ними не должен превышать 3 м
при транспортировке элементов одним краном. Тип проушины принимают в зави-
симости от веса, элементов, уголки для увязки — сечением 75X75X8 —
100X100X8, длиной 100 мм. Крестовины устанавливают по концам труб или под
проушинами (в трубопроводах без ребер жесткости), их приваривают к стенке тру-
бы минимальным швом, так как после монтажа их удаляют. Сечение крестовин,
задают в зависимости от диаметра трубы по гибкости, как для сжатого элемента.
Сечение полубандажей указывают в чертежах КМ. По торцовым кромкам полу-
бандажей предусматривают фаски под общим углом 54°, длину полубандажей
определяют по нейтральной линии с учетом неплотного прилегания к трубопроводу
119
' Фаска
/поа-а юр ЮО (П
9
Спецификация металла 6 cm3 по б~
Марн
И
дет
ОТ
т
н
d-юо
о
Фаска по а-а
_ 4*6318-2551 _
64063-637,8
Сечение
-304х26**
-290^8
-635x10
-376^ 10
-180 40
£.50^50^5
Илина
~885
2551
1708
3801 i
1935'.
1200 _
Масса, нес
Ifcwlw
тг
jl
99
дет
'22,3
*6,3
*9.7
112$ 113
27,3
Л5
27
9
1% на швы '
^х^*Гаа<[2гз
-290 xg
2551 *63
4
HL
46
Примвча
ние
ФасксГ
та:
365
115
Трансп.
Ш2Л
6Ж1
I
£
10
11
12
П
4_
А
1°А на
-812» 8
-1072» 8
- 812 »8
-180*8
швы
2551
2551
2551
1305
100
200
2
113
137,5 138
113,0 113
’-20Ь*1б~
1°/о на швы
14,7
£0.
15
3
JO-
395.
трансд.
3
Фаска
поа-а
R*61O
Швы сборные заводские
1935
Мар-
ка
.0
И
Примечания:
1. Данный чертеж разработан на .
основании чертежей mn8430km-4
ж гпи лек. . а
2. монтажная схема присвоена на
чертежеммь.
3, Список чертежей приведен на
Г2
4. неоговоренные толщины швов h-вмм.
& все швы варить электродами
Л тиП0942 ГОСТ 9467 - 75.
6. Материал констикциа сталь
марки в ст 3 пе в ГОСТ 380-71^
7. See швы корпуса трубопровода
испытать на плотность
керосином.
Требуется
, лге
всех
730
345
1185
тмтсп.
г
9,0
^QJ
Х5( а7
_3«*е
ь.6 <
кв I
- W
2
3
3
kS
хзо
ЕЙ
0.6
180
0.6
з*2'
приме-
чание
61
и
и
Л
2&JL
76,5м
ж
Г1
Г2
ГЗ
2
3
3
л/асса
ма^ка
365
115
395
Итого
Итого
Условные обозначения.
—Отверстие
шхи Шов сварной заводской
хххм Шов сварной монтажный
2260
121
с зазором 1—2 мм.,Сечение ребер жесткости трубопровода указывается в чертежах
КМ. Для трубопроводов, не подверженным большим динамическим и вибрацион-
ным нагрузкам, ребра жесткости выполняют из листа, стыки их осуществляются
внахлестку, приварка к трубопроводу может выполняться прерывистыми швами
(рис. VII.41). Листовые ребра жесткости следует конструировать с учетом ра-
Рис. VI 1.40. Конструкция и простановка размере® прямых элементов тру-
бопроводов с монтажным стыком:
а, в, г — на полубандажах; б — встык..
Рис. VI 1.41. Ребро жест-
кости трубопровода.
Рис. VI 1.42. Простановка размеров детали
ребра жесткости трубопровода.
ционального раскроя металлопроката, совмещения резов при обработке. Разме-
ры ребра следует указывать по рис. VII.42.
R — принимают по наружному радиусу трубопровода;
360° а ч
а = —--------(п — число стыков ребер жесткости);
b — ширина ребра, указана в чертежах КМ; с = 2,5
(6р — толщина ребра, указана в чертежах КМ);
а = R sin а;
А = (R + b) sin а;
В = (R + b) cos а — У R2 — (R + ty2 sin2 а
или
B=/> + 2j?sin2 Ч-2/?sin3 ) • tgatg-|-,
(VII.78)
(VII.79)
(VII.80)
(VII.81)
sinp = j*±^L.
А
В — может быть вычислена с высокой точностью при помощи логарифмической
линейки
h = R (1 — cos а) = 2<R sin2 -у- J
122
Ah = c sin a;
(VII.83)
ДЛ c cos a;
(VII. 84)
Рис. VI1.43. Раскрой листа для ребер жесткости трубопровода вырезаемых:
а по одному радиусу; б по двум радйусам; в ** по безнаметочной резке.
Изготовление ребер из полосы, нарезанной из листа или из прокатываемой
полосовой стали с последующей гибкой на ребро, нерационально, так как значи-
тельно повышается трудоемкость обработки деталей и расход металла.
Выбирая конструкцию ребра жесткости следует иметь в виду, что при гибке
на ребро ограничивается ширина ребра до 120 мм возможностями имеющегося обо-
рудования, холодной гибки, отношением радиуса гиба к ширине ребра.
а £
Рис. VI 1.44. Стыки ребер жесткости из уголков.
Применение ребер из неравнополочных уголков создает большую жесткость,
чем ребер из листа, если уголки гнуть «на перо». Однако эта операция трудоемка,
при этом требуются припуски по длине на каждый конец 300 мм, что увеличи-
вает расход металла» При тонкой стенке уголков и небольших радиусов гибки на
вертикальной полке часто наблюдается появление так называемых «гофр» — вы-
пучиваний свободной кромки полки. Ребра из уголков, согнутых на обушок, не-
рациональны по конструкций й технологии изготовления, и применять их мож-
но только для труб из тонкой лйстовой стали, когда требуется распределение уси-
лий на большую пЛотЦадь. Количество стыков в ребрах из уголков должно быть
не менее двух и соответствовать рациональному раскрор металлопроката и сокра-
щению трудоемкости изготовления (рис. VII-44),
123
Конструкция ребер, наклонных своей плоскостью к оси трубопровода, изобра-
жены на рис. VII.45. Сечение горизонтального ребра, толщина и ширина верти-
кального листа ребра, угол между плоскостью ребра и осью трубопровода указы-
вают в чертежахКМ. Определение координат кривой эллипса по радиусу трубо-
провода рассмотрено ранее. При определении размеров следует учитывать влияние
Рис. VI 1.45. Конструкция наклонного к оси трубопровода опорного ребра.
толщины ребра (размер а = 6р tg а), которое может быть существенным в зави-
симости от его толщины и значения угла а. Это влияние раздваивает вертикаль-
ные оси эллипса ца размер а, увеличивая величину большой полуоси эллипса.
Наружную кромку ребра целесообразно образовывать по окружности R = г +
+ Ьр, центр которой смещен от оси эллипса на величину b = г tg a tg В такой
конструкции ребро не имеет постоянной ширины, но на осях эллипса его ширина
соответствует проекту. При этой конструкции упрощается размётка вертикаль-
ной стенки ребра, а также конструирование и изготовление (вальцовка по радиусу,
а не гибка по эллипсу) горизонтального листа ребра.
Колена. На рис. VII. 46 приведены основные типы и простановка размеров
колен трубопроводов с монтажными стыками на полубандажах. Конструкция ко-
лен должна быть, симметричной и рационального раскроя.
Переломы трассы трубопровода должны быть указаны в чертежах КМ угловы-
ми размерами, треугольниками или координатами точек изломов в пространстве.
В этих случаях переломы трубопровода почти всегда можно приводить к угловым
размерам, кратным 30°. Это создает предпосылки для унификаций элементов де-
талей колен на заводах металлоконструкций. Углы излома трубопровода, указан-
ного В чертежах КМ, можно также иногда изменить на углы, кратные 30°, при раз-
работке чертежей КМД. Это изменение должно быть! согласовано с проектной
организацией, разработавшей чертежи КМ. Максимальный угол излома трубопро-
вода а не должен превышать 30°. Радиус закругления излома не должен быть ме-
нее диаметра трубопровода, размер между кольцевыми швами < 10 толщин стен-
ки трубопровода, размеры a, d, е (рис. VII 1.46) определяют исходя из рациональ-
ного раскроя. Так, при комплектовании трубопровода листом, шириной 2000 мм
размер а должен быть установлен равным 990 или 490 мм. Размеры b и с определяй
ются угловыми размерами и радиусом закругления излома трубопровода.
Каждый элемент колена.должен иметь две проушины для транспортирования,
место их указывают в чертежах КМД в зависимости от положения колена при по-
грузке на транспортные средства. Для их увязки необходимо предусматривать ус-
тановку с двух сторон уголков длиной 100 мм для колен диаметром более 1200 мм.
Увязка колен диаметром менее 1200 мм может производиться за проушины. Йа
чертеже общего вида колена необходимо указывать узлы соединений’кромок де-
талей (указывают разрезами, обозначенными строчными буквами русского алфа^
вита). В помещаемых на чертежах узлах соединения должен быть предусмотрен
124
способ сварки, геометрические размеры швов (фаски, притупления, зазор, угол
раскрытия), наличие подварного шва, форма •основного шва, для толщин стенки
до 10 мм — образование фаски при сборке.
Сварка швов колен предусматривается при толщине стенки, мм: до 6 — без
образования фаски с двусторонней или односторонней сваркой, что должно
Рис. VII.46. Колена трубопровода.
быть согласовано с проектной организацией, разработавшей чертежи КМ; 8 —
с образованием односторонней фаски при сборке; от 10 до 16 — с образованием
односторонней фаски в обработочных цехах; более 16 — с образованием двусто-
ронней фаски в обработочны цехах.
На развертке деталей колен (рис. VI 1.47) указывают геометрические размеры
развертки, обработку кромок по контуру, направление, радиус, способ вальцовки,
место у кромки, где необходимо начеканить ориентирующий знак (участок оси).
Геометрические размеры развертки определяют и проставляют в соответствии
с рекомендациями, изложенными ранее. При определении геометрических раз-
меров необходимо иметь в виду, что длина развертки определяется по нейтраль-
ной линии толщины стенки трубопровода, а ординаты кривой линии развертки
по нейтральной линий, внутреннему или наружному радиусам или радиусу по
притуплению толщины стенки. В зависимости от способа соединения криволиней-
ных кромок деталей трубопровода принимают соответствующий радиус цилиндра
125
4*9*5,5*3782
(Ыб
^9*9^*3779
Фаска ло a-а
Фаем
Mi-6
&МЯМ R*59fl
Фмка пеб-6
Фаыапйв-б
Рис* VII.47. Примеры оформления чертежа разверток детали колена.
для определения ординат кривых линий развертки. Расчет кривой линии по нейт-
ральному радиусу цилиндра при прямых резах криволинейных участков может
быть только при тонкой стенке трубопровода, когда при сборке деталей возника-
ет незначительное изменение величины зазоров в стыке этих кромок. Большие
неравномерные зазоры при сварке способствуют образованию неисправимых де-
формаций формы свободной кромки (в монтажном или укрупнительном стыке),
в результате чего возникают значительные трудности осуществления монтажного
примыкания. Образование неравномерных зазоров и расположение фасок стыка
представлены на рис. VII.48.
Обработку кромок по контуру деталей на развертке указывают со ссылкой на
разрез узла сварки этой или аналогичной кромки. Прямые резы на развертке не
оговариваются. Когда есть изменения притупления фаски по толщине стенки или
изменение угла и места фаски (с внутренней или наружной стороны), по кромке
листа в месте изменения предусматривают переходные участки длиной 100 мм.
Рис. VII.48. Соединение деталей колена:
а без образования фаски; б — х образованием фаски с наружной стороны; в — с обра-
зованием дополнительных фасок с наружной и внутренней стороны; е — с образованием
двусторонней фаски.
для образования изменения фасок пр и. сборке). Лицевую сторону детали прини-
мают соответственно изображению с проставленными размерами на чертеже КМД.
Оформление чертежа колен из цельнотянутых или электросварных труб
трубосварочного производства мало отличается от приведенных на рис. VII ,46.
В этом случае на общем виде отсутствуют продольные стыки по оси трубопровода
и разрезы по ним. Шаблон детали отражает наметку реза по этому шаблону, об-
во рачивающему тру бу. Длину развертки шаблона определяют по наружному диа-
метру трубы. Ординаты кривой линии шаблона вычисляют по внутреннему радиу-
су трубы при образовании наружных фасок в стыке и но наружному и внутреннему
радиусу соответственно для вогнутого и выпуклого участка кривой при выполне-
нии стыка без разделки кромок или с разделкой с внутренней стороны и с наруж-
ной соответствующих участков. Сварка этих колен может быть произведена при ма-
лых диаметрахтруб толькос наружной стороны (разделка фасок только наружная),
Штуцеры цилиндрические. ’Оформление чертежа, простановка размеров и
развертка приведены на рис. V1I.49, а. Геометрические размеры следует определять
по рекомендациям п.УП.6. Длину развертки определяют по нейтрали штуцера
(DH —-6), а ординаты кривой — по внутреннему радиусу штуцера. Устройство
раструбов в штуцерах может быть одно- или двусторонним исходя из требований
аэродинамики или гидравлики. Основные параметры штуцеров — угол раструба а,
координаты его начала Ь, толщина стенки — должны быть указаны в черте-
жах КМ. Длина развертки определяется по нейтральной линии, ординаты кри-
вой линии кромки примыкания к трубопроводу — по внутреннему радиусу шту-
цера и наружному радиусу трубопровода при решении .соединения по рис. VI.49,б
б; ординаты кривой линии кромки присоединения раструба к штуцеру по на-
ружному радиусу штуцера (радиусы «раструба и штуцера равны).
Длину развертки штуцеров цилиндрических наклонных вычисляют по ней-
трали листа штуцера, координаты кривой линии развертки определяют с учетом
толщины стенок и штуцера — по наружному и внутреннему радиусам штуцера.
Для этого по рекомендация^^ изложенным в п. VIIА определяют все стрелки по
127
g-g ои ъюоф
Рис. VI1.49. Цилиндрические штуцеры:
в — прямой; б, д — с раструбом соответственно одно- и двусторонним;
6 — наклонный; е — с диаметрами, равными соответственно диаметру
трубопровода.
внутреннему радиусу штуцера и несколько левых ординат — по наружному ра-
диусу штуцера. На развертку выносят только те ординаты, которые оказались
соответственно большими по величине.
Штуцеры цилиндрические прямые и наклонные без раструбов и с раструбами
диаметром, равным диаметру трубопровода, и тройники без вставки и со встав-
кой (рис. V1I.50) более трудоемкие в изготовлении, требуют высокой точности
обработки деталей в связи с соединением кромок встык без напуска. Кривые
Рис. VII.50. Тройники.
участки линии развертки этих штуцеров и тройников определяют как развертки
цилиндров, секущихся плоскостями под углом. Размер развертки вдоль направ-
ления вальцовки определяется по нейтрали листа, а ординаты кривых — по на-
ружному радиусу цилиндров. Выбор фасок по кривым кромкам увязывается с
наличием внутренних фасок при прямых резах этих кромок, дополнительные фас-
ки указывают на участках, где раскрытия этих углов может оказаться недоста-
точно. Для облегчения выполнения сварочных работ монтажные стыки следует
устанавливать на минимальных расстояниях от установки штуцеров или от оси
тройников.
Рис. VII.5L Переход конический с общей прямой
осью.
Переходы конические. Переходы с общей прямой осью цилиндров
(рис.,VII.51) должны конструироваться минимальной длины.
Коническую вставку целесообразно в чертежах КМ задавать угловыми раз-
мерами (углом при вершине конуса), кратными 15°.
В кольцевых швах следует использовать раскрытие фаски при прямых резах
кромок, дополняя ее строжкой фаски на кромках цилиндрических царг. Образо-
вание фасок на криволинейных кромках конических вставок нецелесообразно,
исполнение их трудоемко. Кроме того, надо учитывать, что некоторые конические
детали вальцуют с проскальзыванием вогнутой кромки на шейках вальцев, которая
при этом значительно сминается, изменяя геометрические размеры заготовки и
вызывая дополнительную дообработку этой фаски или забраковку детали. Фаски
129
на цилидрических царгах по торцевым кромкам должны быть на той же стороне,
что и фаски по продольным кромкам. В случае разностороннего образования фасок
в местах пересечения кромок получаются срезы углов с отверстиями в стыках,
затрудняющие качественное исполнение сварки. Оформление элемента дополни-
тельными деталями (полубандажами, проушинами для транспортирования, угол-
ками для увязки и т. д.) рассмотрено в n.VII.8. Геометрические размеры опреде-
ляют© п.VI 1.6 с учетом следующих соображений:
радиусы развертки гр, /?р принимают по нейтрали листа конуса:
6
2tga’
+_л_,
2 tg а
где гн — наружный радиус меньшего цилиндра;
— внутренний радиус большего цилиндра;
а — угол конусности;
для радиусов размерами свыше 6 м следует задавать кривые окружности по
координатам, определяемым коэффициентами по табл. VII.9 Интервал точек по
г н
(VII.86)
р sin а
(VII.87)
р sin а.
Рис. V11.52. Разметка
концентрических кри-
вых.
Рис. VI 1.53. Переход конический с общей изло-
манной осью:
а — без колена; б — с коленом.
кривой здесь выбран равными размерами по дуге окружности при 5000 R
< 110000, при этом отклонение дуги от прямой, соединяющей две смежные точ-
ки, не превышает 0,5 мм. При допущении этого отклонения в больших размерах
табл, VI 1.9 может применяться для больших, чем указано в таблице, размеров
радиусов;
координаты точек кривой указываются только для одногр (большего) радиу-
са детали разверткй конуса. Кривая меньшего радиуса размечается способом,
изображенным на рис. VII.52;
на развертках деталей конической вставки на линиях связи осевого сечения
необходимо приводить боковой вид с указанием места приложения, направления
и величины радиусов вальцовки детали. Направление .приложения радиусов ука-
зывается треугольником с большим катетом, равным 1000 и меньшим — равным
1000 tga (а — угол конусности);
на лицевой стороне детали указываются также, какие фаски должны быть на
кромках и вид вальцовки.
Переходы с общей изломанной осью цилиндров (рис. VI 1.53) могут применять-,
ся взамен элемента трубопровода с коленом и переходом.
Чертежами КМ должны быть заданы: угол перелома трубопровода а; угол
конусности ак; внутренний радиус большого цилиндра ₽в; наружный* радиус
меньшего цилиндра гн.
Углы ак, р, а — р на чертежаж КМД на показываются.
Величины
формулам:
(см, рис. VII.53) рекомендуется определять по следующим
а = -fy. Itg -£± "к- _ tg ; (VII.88)
1?о
tg-l+^+tg^su
6 = flBtgp = flB --?----—5 , (VII.89)
Кк = Яв |^sec aK — sin aK ^tg + tg aK
n / J. ® «К I \
c=RB cos aK tg-----—*-----tg aK I;
d= RBcos aK (tg + tg aK— e;
e = 7?Ktg(a — P).
(VII.90)
(VII.91)
(VII. 92)
(VII.93)
Развертка конуса по полученным величинам может быть в дальнейшем произве-
дена по методике и формулам'п.п.VII.6 и VII.8.
Рис. VI 1.54. Переход конический с общей образующей и наклонным конусом.
Рис. VH.55. Переход конический с общей образующей в нормальным
конусом.
Переходы с общей образующей выполняются с помощью конических поверх-
ностей (рис. VI 1.54)/Определение геометрических размеров развертки рассмотре-
но ранее. При определении абсцисс кривых линий кромок развертки диаметры
цилиндров принимают по нейтральной линии листа стенки трубопровода, ордина-
ты этих кривых для кромки, примыкающей к меньшему цилиндру; принимают по
наружному диаметру цилиндра; для кромки, примыкающей к большому цилинд-
ру — по внутреннему диаметру этого цилиндра. Рекомендации по образованию фа-
сок рассмотрены в n.VII.%
Переходы с общей образующей могут также, выполняться с помощью конуса
рис. VII.55)\ усеченнее наклонными к его оси плоскостями.* Коническая вставка
131
этих переходов с постоянной кривизной выполняют на вальцах* Однако ци-
линдрические детали этого перехода имеют криволинейные кромки, что усложня-
ет их изготовление. Определение параметров этого перехода и размеров развертки
усеченного наклонными плоскостями конуса рассмотрены в n.VII.6. В случае
образования двусторонней фаски в кольцевых стыках определение геометричес-
ких величин перехода производится по радиусам нейтральных линий листов.
При образовании односторонней фаски в кольцевых стыках перехода определе-
ние величин производится по
# R = RB и г — лн,
где RB и гн - соответственно внутренний и наружный радиусы большого и ма-»
лого цилиндров перехода.
Определение длины развертки малого гр и большого радиусов Rp развертки
перехода, а также длины их дуг определяют по нейтральной линии листа перехо-
да. На рис. VI 1.56 приведены пересечения поверхностей перехода и основные
размеры с учетом толщины стенки перехода:
£=*RBtg0; (VII.94)
В = (/?в — rB) ctg Р; (VII.95)
е = гн tg₽; (VII.96)
//K=(RB-rB)ctgpXcos₽; (VII.97)
RK = Rcpcos₽; (VII.98)
132
rK = rcP cos ₽; (VII.99)
rP = ^cPctg₽; (VII. 100)
7?p = J?cp ctg P; (VII.101)
П - ДЛ + Щ = -X- + (2/?B - rB - rH) X ctg 2P = В + e - E. (VII. 102)
will
Переход с прямоугольного контура на круговой изображен на рис. VII.57.
Присоединительные размеры, высота Н и толщина стенки перехода должны быть
б
Рис. VI 1.57. Переход конический с круга на прямоугольник:
а — переход; б — развертка; в — схема определения размеров.
указаны в чертеже КМ. Высота перехода по производственным возможностям
должна быть в переделах 250 < Н < 2500, При а < 300 и b < 300 стык по раз-
резу b — b может быть расположен на осй перехода, при а > 300 и b > 300 сле-
дует предусматривать смещениё стыка по разрезу b — b с образованием дополни-
тельной вставки на плоском участке, что диктуется возможностью гибки этих
переходов на прессах. Развертку перехода строят путем последовательного
построения плоских треугольников $ Одной общей вершиной, Размеры развертки
J33
определяют нахождением натуральной величины сторон плоских^ треуголь-
ников. Окружность основания разбивают на равные части таким образом,
чтобы 120 < а < 150. Этим условием определяется число равных делений п.
Радиус основания принимают по средней (нейтральной) линии листа цилиндри-
ческой царги. Последовательным определением натуральных величин отрезков
О—О', 0—1, 0—2 и т. д. находят размеры развертки, которые указываются на
соответствующих линиях построения развертки. Длины дуг по окружности /?
принимают в развертке прямолинейными. Вычисление размеров заносят в табли-
цу. Координаты точек относительно точки 0 могут быть определены для некоторых
переходов графическим путем.
Литература
1. СНиП П-В..З—72. Стальные конструкции. Нормы проектирования. М.,
Стройиздат, 1974.
2. СНиП III-18-75. Металлические конструкции. Правила производства и
приемки работ. М., Стройиздат, 1976/
3. Временная инструкция о ^составе и оформлении строительных рабочих
чертежей зданий и сооружений. Разд. I. Общие положения. СН-460—74. Строй-
издат, 1975.
4. Беленя Е. И. и др. Металлические конструкции, Изд. 4-е. М., Стройиздат,
1973,
5. Васильченко В. Т. Справочник конструктора стальных конструкций. Изд.
Днепропетровского завода металлоконструкций им. И. В. Бабушкина, 1971.
6. Справочник конструктора по стальным конструкциям. Под ред.
Н. П. Мельникова. М., Стройиздат, 1970.
. 7. СахновскийМ. М, Технологичность строительных сварных стальных кон-
струкций. Изд. 2-е. Киев, «Буд1вельник», 1970.
8. Лессиг Е. Н., ЛилеевА. Ф., Соколов А. Г. Листовые металлические кон-
струкции. М., Стройиздат, 1970.
Оглавление
Предисловие ...................................................... 3
Глава I. Особенности заводского изготовления металлических кон-
струкций
1.1. Область применения и классификация металлических конструкций . . 5
1.2. Основные характеристики материалов, применяемых при изготовлении
металлоконструкций .................................................... 5
1.3. Технологические возможности заводов при изготовлении металлокон-
струкций ............................................................. 9
Глава II. Разработка рабочих чертежей КМД
II.1. Назначение и состав проекта металлических конструкций........... 13
II.2. Конструирование монтажной схемы................................. 14.
II.3. Конструирование чертежей КМД................................ 18
II.4. Виды и конструирование сварных соединений.................... 27
II.5. Конструирование болтовых соединений........................... 39
Глава III. Балки и балочные клетки
Ш.1. Назначение и классификация балочных клеток ............... . 49
III.2. Узлы сопряжения балок . . . ............................. . 49
III.3. Особенности конструирования балок составного сечения ..... 53
• III.4. Прочие конструкции . ..................................... 54
Глава IV. Подкрановые балки
IV . 1. Особенности работы подкрановых балок . . .................. 57
I V.2. Конструирование разрезных подкрановых балок ........ 58
IV .3. Конструирование неразрезных подкрановых балок........... . . 62
Глава V. Колонны и стойки
V.b Назначение и классификация колонн и стоек ................... 63
V.2. Конструирование колонн и стоек .......................... . 64
V. 3. Базы колонн и стоек ......................................... 65
V .4. Подкрановые консоли и траверсы............................ 68
Глава VI. Решетчатые конструкции
VI . 1. Определение и назначение решетчатых конструкций ....... 70
VI. 2. Расчет и конструирование узлов прикрепления стержней . . ъ . . 70
VI.3 . Конструирование и расчет креплений элементов решетки и поясов
фер м ................ . м . . . ... ...................... 71
VI .4. Конструирование стыков и опорных узлов ферм ................ 75
VI. 5. Конструирование связей ..................................... 76
Гл в в а VII. Листовые конструкции
VII. Г Определение и классификация листовых конструкций ....... 78
VI 1.2. Основная номенклатура листовь!х конструкций; ......... 78
VII .3. Материалы, применяемые для Листовых конструкций ...... 78
VI I.4. Способы соединения элементов листовых конструкций.* 80
VII .5. Особенности конструйрованця ................. 80
VH.6 . Геометрия листовых конструкций . ............. . • 81
VII.7 . Бункеры. Конструирование ..........................• ^0
VII. 8. Трубопроводы ................................. г
Литература • .......... . . ........................... * « 184
Библиотека строителя
Сери я «Инженеру-проектировщику»
Владимир Трофимович Васильченко
Александр Наумович Рутман,
Евгений Петрович Лукьяненко
Конструирование и'изготовление
рабочих чертежей строительных металлоконструкций
Справочное пособие
Спецредактор В. А. Лимаренко
Редактор В. А. Кочан
Художественный редактор Н. С, Величко
Технический, редактрр К, В. Ставрова
Корректор Л. А. Климчук
ИБ № 754
БФ 09773. СДано в набор 12.XI. 1976 г. Подписано к печати 8.VI. 1977 г. Формат 6vm . *
60X90‘/ie-Бумага типографская № 3. Объем: 8,5 физ. печ. л., 8,5. усл. печ. л., 10,08 уч.-и « •>*•
Тираж 39000. Зак. № 6^-3005. Цена 51 коп.
Издательств ^Буд1вельиик», Киев, Владимирская, 24.
Головное предприятие республиканского производственного объединения «Полиграфлйкг»
Госкомиздата УССР, г. Киев, Довженко, 3.