На что работают высокопрочные болты
Высокопрочные болты
Среди огромного выбора крепежных элементов болтовые метизы являются одними из самых известных и распространенных. Болт может быть стандартным или высокопрочным. Различие состоит в технических характеристиках сплавов металлов, материалов из которых изготовлен крепеж. Когда стоит выбирать высокопрочные болты, что они собой представляют, чем лучше другого крепежа, рассмотрим подробнее ниже.
Что такое высокопрочный болт
Данный вид крепления имеет несколько классификаций, но наиболее значимой характеристикой является повышенная стойкость перед большими нагрузками. Благодаря этому соединяемые болтовым крепежом конструкции становятся высокопрочными и долговечными. Высокопрочные болты, гайки и шайбы широко используются для металлических конструкций, при выполнении строительных работ и в тяжелой промышленности, машиностроении.
Болт представляет собой стержень из металлического сплава, с нанесенной на него наружной резьбой и головкой, обычно в виде шестигранника, под гаечный ключ. Закрепление производят путем накручивания гайки нужного размера Для равномерного распределения нагрузки используют шайбы.
Область применения
Болтовые соединения высокой прочности предназначены для монтажа сложных строительных конструкций, которые будут подвергаться:
Так как размеры крепежа, предусмотренные ГОСТом, различаются, области применения метизов обширны:
Фрикционное соединение на высокопрочных болтах прекрасно справляется с задачей крепкого и надежного монтажа конструкций, подвергающихся динамическим нагрузкам и вибрациям.
Широкое применение данный крепеж имеет в быту. Он идеален при ремонте квартир, балконов, надежно закрепит любые конструкции на бетонных стенах. Автолюбители не обходятся без таких болтов, ремонтируя свою машину, особенно крепления колес.
Классификация по прочности и маркировке
Данный крепеж изготавливают строго в соответствии с ГОСТом и наносят соответствующую маркировку. Расшифровать ее несложно:
Благодаря маркировке на головке метиза можно быстро выбрать нужный крепеж.
Стали для изготовления болтов
Для изготовления высокопрочных крепежей используют легированную углеродистую сталь повышенной прочности и стойкости. Специальные технологии изготовления включают в себя горячую или холодную высадку заготовок, значительно повышают уровень прочности. Обязательная термообработка в электропечах наделяет изделие антикоррозийными свойствами, многократно повышает прочность, продлевает срок эксплуатации.
Размеры
Размеры высокопрочных болтовых соединений точно соответствуют стандартам ГОСТ 52644:
Точность болтов
Резьбу на высокопрочные метизы наносят с помощью высокоточных специализированных станков-автоматов. Все технические характеристики полностью соответствуют ГОСТу.
Метизами максимально высокого качества считаются высокопрочные крепежи из стали 40х селект. Изделия, выпускаемые под этой маркировкой, имеют превосходные технические характеристики. 40х селект используется для монтажа конструкций больших габаритов и там, где предъявляются высокие требования к надежности.
Технология крепления высокопрочных болтов
Одной из важных составляющих в технологии крепления является четкое фиксирование временного отрезка после подготовки и смазки резьбы до непосредственного использования крепежа. Этот срок не должен превышать 10 суток, что должно указываться в специальном журнале постановки высокопрочных болтов после их доставки от производителя. Если подготовка производилась самостоятельно, то данные также фиксируют, заполняя журнал. Пример порядка крепления болтового соединения:
Подготовка высокопрочных болтов гаек и шайб
Перед началом установки в конструкцию высокопрочные болты, гайки и шайбы подлежат подготовке. В нее входит:
Правила затягивания БВП
Натяжение высокопрочных болтов производится в два этапа:
Отличные технические характеристики соединений, выполненных с помощью высокопрочных болтов, обеспечивают прочность всей конструкции. При условии соблюдения всех инструкций, конструкция будет служить многие десятилетия.
Чем отличаются обычные болты от высокопрочных. Обзор
Национальная энциклопедия строительства ProfiDom.com.ua рассказывает, в чем отличия высокопрочных болтов, а также, где и как они используются.
Основными источниками сведений, в которых подробно рассказано об этих крепежных элементах, является следующая литература: «Рекомендации по надзору и технической эксплуатации монтажных соединений на высокопрочных болтах стальных строительных конструкций зданий и сооружений Министерства металлургии СССР», а также, ДСТУ ГОСТ 22353:2008 «Болты высокопрочные класса точности В. Конструкция и размеры»
Что такое высокопрочные болты
К классу высокопрочных относятся болты, у которых сопротивление к временным нагрузкам равно 800 МПа. Класс прочности начинается с 8.8 для болтов и 8 для гаек.
Что обозначают эти цифры – к примеру, 8.8? Первое число, умноженное на 10 показывает величину минимального временного сопротивления в кгс/кв.мм, второе число, также, умноженное на 10 указывает отношение предела текучести к временному сопротивлению в процентах.
Например, первая цифра 8х10=80 кгс/мм2 это значение минимального временного сопротивление металла σв, отношение предела текучести σт к временному сопротивлению σв в процентах равно 8×10 = 80 %.
Предел текучести рассчитывается умножением первой цифры маркировки на вторую 8х8=64 кгс/кв.мм.
Если требуется возвести некую металлоконструкцию с болтовыми соединениями, и, по каким-то причинам, нет болтов с заданными в проекте характеристиками, разрешается их замена в большую сторону, например вместо 8.8 использовать болты 10.9.
Особенностью соединений высокопрочных болтов является то, что усилия воспринимаются не срезом болтов и смятием стенки, а силами трения между соединенными поверхностями. Исходя из этого, большое внимание необходимо уделять к поверхностям соединений и тщательно удалять ржавчину и грязь.
Недостаточное натяжение болтов приведет к «проскальзыванию» элементов и болты будут работать на срез, а элементы на смятие, что приведет к деформации конструкции и разрушению болтов.
Как подготовить высокопрочные болты, гайки и шайбы к эксплуатации
Из практического опыта, можно сказать, что на стройках никто никогда не готовит эти крепежные элементы к использованию. Болты на объект, обычно, привозят в заводской смазке и их сразу пускают в дело. Однако, это – неправильно и мастера старой школы знают несколько хитростей, как готовить высокопрочные крепежные элементы к работе.
Старые забытые секреты подготовки высокопрочных болтов к использованию
Эти крепежные элементы, перед применением нужно прокипятить в воде с бытовым стиральным порошком или моющим раствором. Это делается для того чтоб удалить заводское масло, окалину, грязь произвести визуальный осмотр болтов на наличие трещин, произвести прогонку отбракованных болтов и гаек. Перед установкой в конструкцию, нужно смазать резьбовую часть маслом. Иногда, рекомендуют после кипячения окунуть болты в смесь бензина с маслом.
Высокопрочный болт устанавливается с двумя шайбами одна со стороный болта, вторая со стороны гайки.
Как правильно затягивать высокопрочные болты
Для этого, применяют специальные динамометрические ключи. Эти ключи показывают силу натяжение. В видео расположенном ниже показано, как затягивают болты динаметрическим ключом.
Кроме этого, качество затяжки конструкции проверяют щупом толщиной 0,1 мм: в зоне 40 миллиметрового радиуса от оси болта, щуп не должен проходить.
После этого, стыки металлоконструкции по контуру грунтуются грунтовкой, при консистенции, исключающей ее затекание внутрь соединения, или зашпаклевываются стыки.
Соединения на высокопрочных болтах
Соединения на высокопрочных болтах применяются, когда необходимо избежать монтажную сварку и при этом не уменьшить прочность этого соединения.
В отличие от обычных болтов, которые работают на срез, высокопрочные болты работают на растяжение, а соединение на высокопрочных болтах работает на трение, что улучшает прочность стыка в разы.
Давайте рассмотрим пример, что будет, если на место высокопрочных болтов поставить обычные болты:
Из-за поперечной силы, которая возникает в сечении, возникнет сдвигающая сила, которая из-за недостаточного натяжения болтов, а следовательно недостаточного обжатия и малой силы трения, сдвинет пластины и наш болт деформируется. Соединение при этом потеряет какую-либо прочность.
А в соединении на высокопрочных болтах, последние прижимают пластины друг к другу, тем самым образуя силу трения, которая не дает сдвинуться пластинам. Поэтому перед тем, как ставить наше соединение на высокопрочные болты, поверхности необходимо очистить от загрязнений и обезжирить. С момента этих операций до установки должно пройти не более 3-ех суток.
В качестве исходного материала для высокопрочных болтов чаще всего применяют сталь 40Х селект.
Отверстия под такие болты, в отличие от обычных, делают на 1-2 мм больше диаметра болта (в обычных на 3 мм больше).
Вопрос №8 – Соединения на высокопрочных болтах. Особенности работы и расчета
Теоретическая часть по курсу
Металлоконструкции
Выполнила: студентка 312гр.
Проверил:Шафрай С. Д.
Содержание:
1. Вопрос №8 – Соединения на высокопрочных болтах. Особенности работы и расчета…………………………………………………………………………..3
2. Вопрос №22 – Основные элементы колонны………………………………..6
3. Вопрос №32 – Назначение и расстановка связей по колоннам……………11
Вопрос №8 – Соединения на высокопрочных болтах. Особенности работы и расчета
В последние годы в проектировании и монтаже металлоконструкций произошли значительные изменения. Помимо применения новых профилей проката, сталей повышенной прочности и совершенствования расчета наметилась тенденция на увеличение объёма металлоконструкций с монтажными соединениями на болтах различных классов прочности, в том числе и высокопрочных.
Большое количество сварных швов малой длины стало серьёзным препятствием на пути механизации и автоматизации, сварочных процессов на монтаже. Монтажные соединения на болтах позволяют, в условиях монтажной площадки, применять в конструкциях трудносвариваемые стали высокой прочности. Соединения на болтах позволяют вести работы одновременно на большом количестве узлов силами рабочих невысокой квалификации.
Соединения на высокопрочных болтах применяются, когда необходимо избежать монтажную сварку и при этом не уменьшить прочность этого соединения.
Высокопрочные болты (болты нормальной точности) ставят в отверстия большего (на 3 мм) диаметра, и гайки затягивают тарировочным ключом, позволяющим контролировать и регулировать силу натяжения болтов. Чем больше натяжение болта, тем плотнее и монолитнее соединение. При действии на такое соединение сдвигающих сил между соединяемыми элементами возникают силы трения, препятствующие сдвигу этих элементов относительно друг друга. Таким образом высокопрочный болт, работая на осевое растяжение, обеспечивает передачу сил сдвига трением между соединяемыми элементами, что улучшает прочность стыка в разы.Именно поэтому подобное соединение часто называют фрикционным.
Если вместо высокопрочного болта вставить обычный из-за поперечной силы, которая возникает в сечении, возникнет сдвигающая сила, которая из-за недостаточного натяжения болтов, а следовательно недостаточного обжатия и малой силы трения, сдвинет пластины и наш болт деформируется. Соединение при этом потеряет какую-либо прочность.
А в соединении на высокопрочных болтах, последние прижимают пластины друг к другу, тем самым образуя силу трения, которая не дает сдвинуться пластинам. Поэтому перед тем, как ставить наше соединение на высокопрочные болты, поверхности необходимо очистить от загрязнений и обезжирить. С момента этих операций до установки должно пройти не более 3-ех суток.
Их изготовляют из легированной машиностроительной хромистой стали марки 40Х (ГОСТ 4543—61) с пределом прочности 10 000 кг/см2. Болты, гайки и шайбы проходят специальную термическую обработку, в результате которой предел прочности болтов повышается до σпч = 12000—13000 кг/см2.
Высокопрочные болты при постановке в соединение натягивают, завинчивая гайки вначале обычными пневмогайковертами (до 70—80% проектного усилия), а затем специальными динамометрическими ключами до достижения в них напряжения, равного (0,6—0,65) σпч.
Соединения на высокопрочных болтах хорошо передают динамические и вибрационные воздействия с минимальным коэффициентом концентрации напряжений. В этих соединениях отпадает необходимость, точно изготовлять отверстия и стержни болтов, что значительно упрощает их изготовление и монтаж конструкций. Осуществление монтажных соединений на высокопрочных болтах проще и скорее, чем на сварке. Размещают высокопрочные болты с соблюдением указаний для обычных болтов. Часто применяемые диаметры их — 20, 24 и 27 мм.
При расчете соединений на высокопрочных болтах предполагают, что все усилие, действующее в прикреплении, передается только силами трения, возникающими по соприкасающимся плоскостям соединяемых элементов под влиянием натяжения болтов. При этом считают, что все болты (одного диаметра) принимают одинаковое участие в передаче усилия.
Соединения на высокопрочных болтах следует рассчитывать в предположении передачи действующих в стыках и при креплениях усилий через трение, возникающее по соприкасающимся плоскостям соединяемых элементов от натяжения высокопрочных болтов. При этом распределение продольной силы между болтами следует принимать равномерным.
Расчетное усилие Qbh, которое может быть воспринято каждой поверхностью трения соединяемых элементов, стянутых одним высокопрочным болтом, следует определять по формуле:
где Rbh— расчетное сопротивление растяжению высокопрочного болта;
μ- коэффициент трения;
ɣh— коэффициент надежности;
Abn— площадь сечения болта нетто;
ɣb— коэффициент условий работы соединения.
Количество n высокопрочных болтов в соединении при действии продольной силы следует определять по формуле:
где k— количество поверхностей трения соединяемых элементов.
Фрикционное соединение на высокопрочных болтах — это соединение с контролируемым натяжением болтов.
Силы трения, возникающие в соединении в соприкасающихся поверхностях от натяжения болтов и воспринимающие сдвигающие силы, определяются в зависимости от прочности стержня болта и характера обработки соприкасающихся поверхностей. Решающее значение в работе такого соединения имеет сила натяжения болта. Считают, что эта сила равна расчетному усилию высокопрочного болта на растяжение:
Р – осевое усилие натяжения;
Rbh– расчетное сопротивление растяжению материала высокопрочного болта;
Аbn– площадь поперечного сечения болта нетто.
Высокопрочные болты
Здравствуйте, уважаемый читатель блога прораба, в статье высокопрочные болты разберемся с их обозначением, выясним, чем они отличаются от обычных болтов, что с ними делают перед установкой и после. Данная статья будет полезна мастерам, прорабам, которые только начинают осваивать стройку зданий из металлоконструкций.
Технической литературы вроде вот этой «Рекомендации по надзору и технической эксплуатации монтажных соединений на высокопрочных болтах стальных строительных конструкций зданий и сооружений Министерства металлургии СССР» или «ГОСТ Р 52644-2006 Болты высокопрочные с шестигранной головкой с увеличенным размером под ключ» не читал, если и читал в институте, то не помню.
Давайте разберемся, что такого необычного в высокопрочных болтах. К данной группе болтов относятся изделия, у которых сопротивление к временным нагрузкам равно 800 МПа. Класс прочности начинается с 8.8 для болтов и 8 для гаек.
Что обозначают цифры 8.8? Первое число, умноженное на 10 показывает величину минимального временного сопротивления в кгс/мм2, второе число так же умноженное на 10 указывает отношение предела текучести к временному сопротивлению в процентах.
Например, первая цифра 8х10=80 кгс/мм2 это значение минимального временного сопротивление металла σв, отношение предела текучести σт к временному сопротивлению σв в процентах равно 8×10 = 80 %.
Предел текучести рассчитывается умножением первой цифры маркировки на вторую 8х8=64 кгс/мм2.
На наших болтах соединяющие балку имеется обозначение:
Если вы не смогли найти болты с заданными характеристиками по проекту, то разрешается их замена в большую сторону, например вместо 8.8 использовать болты 10.9.
Особенностью соединений высокопрочных болтов является то, что усилия воспринимаются не срезом болтов и смятием стенки, а силами трения между соединенными поверхностями. Исходя из этого, большое внимание необходимо уделять к поверхностям соединений удалять ржавчину и грязь.
Недостаточное натяжение болтов приведет к «проскальзыванию» элементов и болты будут работать на срез, а элементы на смятие, что приведет к деформации конструкции и разрушению болтов.
Подготовка высокопрочных болтов, гаек и шайб
Проработав на объектах по сборке металлоконструкций никто высокопрочные болты перед монтажом не подготавливал. Болты на объект привозили с заводской смазкой и их сразу пускали в дело. Оказывается, это было не правильно и способ их подготовки меня удиви, не много.
Что необходимо сделать с высокопрочными болтами перед их установкой и после. Кто первый раз будет работать с высокопрочными болтами, не прочитав рекомендаций, никогда не догадается, что перед применением их надо прокипятить в воде с бытовым стиральным порошком или моющим раствором.
Подготовка высокопрочных болтов
Это делается для того чтоб удалить заводское масло, окалину, грязь произвести визуальный осмотр болтов на наличие трещин, произвести прогонку отбракованных болтов и гаек.
Подготовка высокопрочных болтов, гаек и шайб
4.1.1. Технологический процесс подготовки метизов включает расконсервацию, очистку от грязи и ржавчины, прогонку резьбы отбракованных болтов и гаек, нанесение смазки.
Перед установкой в конструкцию смазывают резьбовую часть маслом. В рекомендациях прописывают после кипячения окунуть болты в смесь бензина с маслом.
Высокопрочный болт устанавливается с двумя шайбами одна со стороный болта, вторая со стороны гайки.
Затяжка высокопрочных болтов
По проекту в Мытищах фланцевые соединения балок затягиваются высокопрочными болтами из стали 40Х «селект» с нормативным временным сопротивлением 11 тс/см2. Величина предварительного натяжения болтов М24 составляет 24,4 тс.
Каким способом создать такое усилие при затягивание болтов? Для этого применяют специальные динамометрические ключи. Данные ключи показывают силу натяжение. В видео расположенном ниже показано, как затягивают болты динаметрическим ключом. При получение заданного усилие ручка ключа «ломается».
Кроме этого качество затяжки конструкции проверяют щупом толщиной 0,1 мм в зоне радиуса от оси болта 40 мм, щуп не должен проходить.
После приемки соединений работником ИТР, стыки по контуру грунтуются грунтовками ФЛ-03Л ГФ-021 с добавлением сухого пигмента до консистенции исключающей затекание грунтовки внутрь соединения или зашпаклевывают стыки.
Как заполнять журнал постановки высокопрочных соединений читаем и смотрим примеры в данной статье.
Буду рад вашим комментарии и дополнениям к данной статье высокопрочные болты.