Руководство по креплению технологического оборудования фундаментными болтами

Статус: Действует
Сканкопия официального издания документа: присутствует в коммерческой версии NormaCS
Страниц в документе: 71
Утвержден: ЦНИИпромзданий Госстроя СССР,
Область применения: В документе приведены примеры расчета болтов е учетом различных силовых воздействий. Даны рекомендации, отражающие специфику технологию установки различных конструкций фундаментных болтов в бетон и выверки оборудовании. Руководство предназначено для инженерно-технических работников проектных институтов, заводов — изготовителей оборудования, а также монтажных и строительных организаций.
Комментарий: Руководство составлено к СН 471-75

• ГОСТ 10587-84 Смолы эпоксидно-диановые неотвержденные. Технические условия
• ГОСТ 1381-73 Уротропин технический. Технические условия
• ГОСТ 2768-84 Ацетон технический. Технические условия
• ГОСТ 4651-82 Пластмассы. Метод испытания на сжатие
• ГОСТ 5826-78 Реактивы. м-Фенилендиамин. Технические условия
• ГОСТ 6139-91 Песок стандартный для испытаний цемента. Технические условия
• СН 471-75 Инструкция по креплению технологического оборудования фундаментными болтами

• Руководство по проектированию фундаментов оборудования и сооружений подземного хозяйства прокатных и трубных цехов

Руководство Руководство по креплению технологического оборудования фундаментными болтами - Скачать ГОСТы бесплатно

Примечание. «Плюс» (+) допускается; «минус» (-) не допускается.

Болты с амортизирующими элементами состоят из шпильки, анкерной арматуры (трубы и плиты) и тарельчатых пружин, устанавливаемых в нижней части болта.

Съемные болты без амортизирующих и с амортизирующими элементами следует применять для крепления тяжелого прокатного, кузнечно-прессового и другого оборудования, вызывающего большие динамические нагрузки, а также в случаях, когда болты в процессе эксплуатации оборудования подлежат возможной замене.

Болты с амортизирующими элементами (тарельчатыми пружинами) обеспечивают прочность соединения при меньших глубинах заделок болтов в бетон по сравнению с болтами без амортизирующих элементов за счет упругих деформаций тарельчатых пружин; при этом необходимо предусматривать возможность доступа к нижней части болтов.

2.5 (2.5). Болты, устанавливаемые в готовые фундаменты в просверленные скважины, подразделяются на:

- прямые, закрепляемые с помощью эпоксидного клея ( рис. 6 );

- конические, закрепляемые с помощью цементной зачеканки, распорных цанг и распорных втулок ( рис. 7 );

- составные с распорным конусом ( рис. 8 ).

Болты, устанавливаемые в готовые фундаменты, должны применяться во всех случаях, когда это возможно по технологическим и монтажным условиям.

Болты, закрепляемые эпоксидным клеем, могут устанавливаться как до, так и после монтажа и выверки оборудования через отверстия в опорных частях.

Болты с распорными цангами и распорными втулками позволяют вводить крепление в эксплуатацию сразу же после установки болтов в скважины. Кроме того, такие болты, в случае необходимости, могут быть извлечены из скважин и использованы повторно.

Болты составные с распорным конусом следует применять только для конструктивного закрепления оборудования.

2.6. (2.6). Болты, устанавливаемые в колодцах ( рис. 9 ), допускается применять только в тех случаях, когда они не могут быть (по тем или иным причинам) установлены в просверленные скважины.

2.7 (2.7). При реконструкции промышленных предприятий и замене технологического оборудования для крепления нового оборудования на существующих фундаментах должны, как правило, применяться болты, устанавливаемые в просверленные скважины.

2.8. В случаях когда из условия эксплуатационной надежности возможно применение нескольких типов болтов, выбор типа болта осуществляется по технико-экономическим показателям: расходу металла на болты и кондукторные устройства, себестоимости и трудоемкости установки.

2.9. Технико-экономические показатели болтов, устанавливаемых непосредственно в массив фундамента до бетонирования (себестоимость, трудозатраты, расход металла), приведены в прил. 1.

2.10. При выборе типа болта следует также учитывать минимальные сроки, по истечении которых после установки креплений, возможно начало монтажных работ по выверке и закреплению оборудования, а также сроки введения болтов в эксплуатацию.

2.11. Условные обозначения болтов на чертежах фундаментов и привязка их в плане приведены в прил. 2.

Рис. 7. Фундаментные болты конические
а - с цементной зачеканкой с резьбой диаметром от М12 до М48 (тип 10); б - с распорными цангами с резьбой диаметром от М12 до М48 (тип 11); в - с распорной втулкой с резьбой диаметром от М12 до М.48 (тип 12)

Рис. 8. Фундаментный болт составной с распорным конусом с резьбой диаметром от М12 до М24 (тип 13)

Рис. 9. Фундаментный болт, устанавливаемый в колодце с резьбой диаметром от М12 до М48 (тип 14)

3.1 (3.1). В зависимости от способа опирания оборудования на фундамент различают три вида конструкций стыков «фундамент-оборудование» ( рис. 10 ):

а) с применением пакетов плоских металлических подкладок, клиньев, опорных башмаков и т.п. с подливкой бетонной смеси после закрепления оборудования (вид 1);

б) с опиранием оборудования на бетонную подливку при «бесподкладочных» методах монтажа (вид 2);

в) с опиранием оборудования непосредственно на фундамент (вид 3).

Рис. 10. Конструкции стыков фундамент-оборудование

а - с опиранием оборудования на металлические пакеты (вид 1); б - с опиранием на бетонную подливку при бесподкладочном методе монтажа оборудования (вид 2); в - с опиранием оборудования непосредственно на фундамент (вид 3):
1 - оборудование; 2 - металлические пакеты; 3 - бетонная подливка; 4 - регулировочные (установочные) болты; 5 - фундамент

3.2 (3.2). При применении стыка вида 1 передача монтажных и эксплуатационных нагрузок на фундамент осуществляется через отдельные элементы, используемые как постоянные опоры (металлические пакеты, опорные башмаки и др.), а подливка имеет вспомогательное, защитное или конструктивное назначение.

При необходимости регулировки положения оборудования в процессе эксплуатации подливка может не производиться, что должно предусматриваться инструкцией на монтаж.

3.3 (3.3). При установке оборудования с использованием в качестве несущих опорных элементов пакетов плоских металлических подкладок, опорных башмаков и т.п. соотношение суммарной площади контакта опор ( F_оп ) с поверхностью фундамента и суммарной площади поперечного сечения болтов ( F ) должно быть не менее 15.

3.4. (3.4). При применении конструкции стыков вида 2 или 3 эксплуатационные нагрузки передаются на фундамент соответственно через бетонную подливку или через выверенную поверхность фундамента.

3.5. При закреплении оборудования на фундаментах преимущественно применяются бесподкладочные методы монтажа (конструкции стыков вида 2 и 3).

В тех случаях, когда опорная площадь оборудования менее 15-кратной площади болтов, поверхность контакта с бетоном должна быть увеличена за счет установки постоянных опор, т. е. должны применяться стыки вида 1.

Конструкция стыков указывается в монтажных чертежах или в инструкции на монтаж оборудования и учитывается при расчете фундаментных болтов.

При отсутствии специальных указаний в инструкциях завода-изготовителя оборудования или в проекте фундамента конструкция стыка и тип опорных элементов назначаются монтажной организацией.

3.6. Выверку оборудования (установку оборудования в проектное положение) производят в плане по высоте и по горизонтали.

Отклонения установленного оборудования от проектного положения не должны превышать допусков, указанных в заводской технической документации и в инструкциях на монтаж отдельных видов оборудования.

3.7. Выверку оборудования по высоте производят относительно рабочих реперов либо относительно ранее установленного оборудования, с которым выверяемое оборудование связано кинематически или технологически.

3.8. Выверку оборудования в плане (с заранее установленными болтами) производят в два этапа: сначала совмещают отверстия в опорных частях оборудования с болтами (предварительная выверка), затем производят введение оборудования в проектное положение относительно осей фундаментов или относительно ранее выверенного оборудования (окончательная выверка).

3.9. Контроль положения оборудования при выверке производят как общепринятыми контрольно-измерительными инструментами, так и оптико-геодезическим способом, а также q помощью специальных центровочных и других приспособлений, обеспечивающих контроль перпендикулярности, параллельности и соосности.

Рис. 11 Опорные элементы для выверки и установки оборудования
a - временные; б - постоянные;
1 - отжимные регулировочные винты; 2 - установочные гайки с тарельчатыми пружинами; 3 - инвентарные домкраты; 4 - облегченные металлические подкладки; 5 - пакеты металлических подкладок; 6 - клинья; 7 - опорные башмаки; 8 - жесткие опоры

Рис. 12. Выверка оборудования с помощью отжимных регулировочных винтов
1 - отжимной регулировочный винт; 2 - стопорная гайка; 3 - опорная пластина 4 - фундамент; 5 - опорная часть оборудования; 6 - фундаментный болт

Рис. 13. Жесткая бетонная опора с металлической пластиной
1 - фундамент; 2 - бетонная опора; 3 - металлическая пластина

3.10. Выверку оборудования производят на временных (выверочных) или постоянных (несущих) опорных элементах (рис. 11).

Выбор конструкций опорных элементов осуществляют в зависимости от вида стыка и способа выверки. Опорные элементы, устанавливаемые между фундаментом и опорной частью станины оборудования, также служат для компенсации неточности размеров и отметок готовых фундаментов при установке оборудования в проектное положение.

3.11. В качестве временных (выверочных) опорных элементов при выверке оборудования до его подливки бетонной смесью используют:

- отжимные регулировочные винты;

- установочные гайки с тарельчатыми шайбами;

- облегченные металлические подкладки и др.

3.12. При выверке в качестве постоянных (несущих) опорных элементов, работающих и в период эксплуатации оборудования, используют:

- пакеты металлических подкладок;

- жесткие опоры (бетонные подушки).

3.13. Выбор временных (выверочных) опорных элементов и соответственно технологии выверки производится монтажной организацией в зависимости от веса отдельных монтажных блоков оборудования, устанавливаемых на фундамент, а также исходя из экономических показателей.

Количество опорных элементов, а также число и расположение затягиваемых при выверке болтов выбирается из условий обеспечения надежного закрепления выверенного оборудования до его подливки.

3.14. Площадь опирания временных (выверочных) опорных элементов на фундамент определяют из выражения

3.15. Временные опорные элементы следует располагать, исходя из удобства выверки оборудования с учетом исключения возможной деформации корпусных деталей оборудования от собственного веса и усилий предварительной затяжки гаек болтов.

3.16. Постоянные (несущие) опорные элементы следует размещать на возможно близком расстоянии от болтов. При этом опорные элементы могут располагаться как с одной стороны, так и с двух сторон болта.

3.17. Закрепление оборудования в выверенном положении должно осуществляться путем затяжки гаек болтов в соответствии с рекомендациями раздела 7 настоящего Руководства.

3.18. Опорная поверхность оборудования в выверенном положении должна плотно прилегать к опорным элементам, отжимные регулировочные винты - к опорным пластинам, а постоянные опорные элементы - к поверхности фундамента. Плотность прилегания проверяется щупом толщиной 0,1 мм.

3.19. Опорные пластины (рис. 12) устанавливают на фундамент в соответствии с расположением регулировочных винтов в опорной части оборудования. Места расположения опорных пластин на фундаментах выравнивают по горизонтали с отклонением не более 10 мм на 1 м.

3.20. Перед установкой оборудования на фундаменте размещают вспомогательные опоры, на которые опускают оборудование.

3.21. При опускании оборудования на фундамент без вспомогательных опор регулировочные винты должны выступать ниже установочной поверхности оборудования на одинаковую величину, но не более чем на 20 мм.

3.22. Положение оборудования по высоте и горизонтали следует регулировать поочередно всеми отжимными винтами, не допуская в процессе выверки отклонения оборудования от горизонтали более чем на 10 мм на 1 м.

3.23. После завершения выверни оборудования положения регулировочных винтов необходимо фиксировать стопорными гайками.

3.24. Перед подливкой резьбовую часть регулировочных винтов, используемых многократно, следует предохранить от соприкосновения с бетоном посредством обертывания плотной бумагой.

3.25. Перед окончательной затяжкой фундаментных болтов регулировочные винты должны бить вывернуты на 2-3 оборота. При повторном использовании винты выворачивают полностью. Оставшиеся отверстия (во избежание попадания масла) заделывают резьбовыми пробками или цементным раствором, поверхность которого покрывают маслостойкой краской.

3.26. Жесткие опоры (рис. 13) изготавливают непосредственно на фундаментах с точностью, соответствующей допускаемым отклонениям положения оборудования по высоте и горизонтали. На жестких опорах выверяют оборудование с механически обработанными опорными поверхностями. После опускания на опоры оборудования его выверяют в плане и закрепляют.

3.27. Для изготовления жестких опор следует применять бетон марки не ниже М200 с заполнителем в виде щебня или гравия фракции 5-12 мм.

3.28. Удельное давление от веса оборудования на опору не должно превышать 50 кгс/см 2.

3.29. Для изготовления опор в специальную опалубку на предварительно очищенную и увлажненную поверхность фундамента укладывают порцию бетонной смеси до уровня, на 1-2 см превышающего требуемую отметку. Затем излишки смеси удаляют и выравнивают поверхность опор.

3.30. Для повышения точности бетонных опор на них укладывают металлические пластины с механически обработанной опорной поверхностью или регулировочные клинья. Расстояние от пластины до края бетонной опоры не должно быть меньше ширины пластины (а>в).

3.31. Для изготовления бетонных опор с металлическими пластинами бетонную смесь укладывают в опалубку до уровня, который должен быть ниже проектной отметки на 1 /₂ - 1 /₃ толщины пластины. Затем на несхватившийся бетон кладут пластину и легкими ударами молотка погружают ее до проектной отметки, выверяемой нивелиром или другим способом с точностью не меньшей, чем допуск размера, координирующего исполнительную или установочную поверхность оборудования. При применении регулировочных клиньев погрешность их установки по высоте не должна превышать ±2 мм. Горизонтальность пластин или клиньев проверяют с помощью уровня, устанавливаемого на пластину последовательно в двух взаимно перпендикулярных направлениях.

3.32. Для оборудования, не требующего высокой точности установки, допускается применение жестких опор без металлических пластин.

3.33. В процессе выверки допускается точная регулировка высоты опорных элементов посредством добавления тонких металлических подкладок.

3.34. Установку оборудования производят после набора бетоном жестких опор прочности 100 кгс/см 2.

3.35. Для выверки оборудования с помощью инвентарных домкратов могут быть использованы винтовые, клиновые, гидравлические или другие домкраты, обеспечивающие требуемую точность выверки, безопасность и удобство регулировки.

3.36. Домкраты, размещенные на подготовленных фундаментах, предварительно регулируют по высоте с точностью ±2 мм. Затем на домкраты опускают оборудование.

3.37. При выверке оборудования в плане отрыв основания домкрата от поверхности фундамента вследствие отклонения домкрата от вертикали, не допускается.

3.38. Перед подливкой инвентарные домкраты выгораживают опалубкой. Опалубку и инвентарные домкраты удаляют через 2- 3 сут после подливки. Оставшиеся ниши заполняют составом, используемым для подливки.

3.39. Для выверки оборудования с помощью установочных гаек ( рис. 14 ) болты должны иметь удлиненную до 6 d резьбу, что предусматривается при изготовлении болтов по требованию монтажной организации.

3.40. Выверку оборудования производят либо на установочных гайках с помощью упругих элементов, либо непосредственно на установочных гайках.

3.41. В качестве упругих опорных элементов рекомендуются металлические тарельчатые, резиновые или пластмассовые шайбы.

3.42. Последовательность выверки оборудования с помощью тарельчатых шайб ( рис. 14,а ) следующая:

- опорные гайки с тарельчатыми шайбами устанавливают так, чтобы верх тарельчатой шайбы был на 1-2 мм выше проектной отметки установочной поверхности оборудования;

- оборудование устанавливают на шайбы;

- производят выверку оборудования с помощью крепежных гаек.

Аналогичным образом производят выверку на установочных гайках с упругими элементами в виде резиновых или пластмассовых шайб.

Рис. 14. Выверка оборудования на установочных гайках с помощью тарельчатых шайб
а - для болтов, установленных непосредственно в массив фундамента; б - для болтов, установленных в скважины готовых фундаментов;
1 - оборудование; 2 - болт; 3 - крепежная гайка; 4 - тарельчатая шайба; 5 - установочная гайка; 6 - фундамент; 7 - вспомогательная гайка; 8 - шайба

3.43. Выверку оборудования на установочных гайках без упругих элементов следует производить регулированием положения гаек на болтах по высоте. По окончании выверки установочные гайки выгораживают опалубкой, которую удаляют после схватывания бетонной смеси (через 2-3 сут. после подливки). Перед окончательной затяжкой болтов установочные гайки опускают на 3-4 мм. Оставшиеся ниши заполняют составом, используемым для подливки. Этот способ выверки применим, если диаметр фундаментных болтов не превышает 36 мм.

3.44. При выверке на установочных гайках с использованием конических болтов с распорными цангами (тип болта 11) или с распорной втулкой (тип болта 12) для их фиксации в фундаменте необходимо устанавливать дополнительно гайки с шайбами (рис. 14,б).

3.45. Пакеты металлических подкладок применяют в качестве как постоянных (несущих), так и в качестве временных (выверочных) опорных элементов.

3.46. Пакеты набирают из стальных или чугунных подкладок толщиной 5 мм и более. Достижение проектного уровня установки оборудования осуществляют в процессе его предварительного закрепления с помощью регулировочных подкладок толщиной 0,5- 5 мм.

3.47. Подкладни в пакетах, используемых в качестве постоянных опорных элементов, должны быть плоскими, без заусенцев, выпуклостей и впадин. В состав пакета кроме плоских могут входить клиновые и другие, регулируемые по высоте подкладки. Количество подкладок в пакете должно быть минимальным и не превышать 5 шт. включая и тонколистовые. Поверхность бетона фундамента под пакетами подкладок должна быть тщательно выверена. После окончательной затяжки болтов подкладки прихватывают между собой электросваркой.

3.48. Рекомендуемые размеры подкладок (в зависимости от массы машин) приведены в табл. 2. Количество несущих пакетов подкладок определяется из условия п. 3.4, а временных, используемых для выверки оборудования - по п. 3.14.

3.49. Подливка оборудования должна осуществляться бетонной смесью, цементно-песчаными или специальными растворами после предварительной (для конструкций стыков вида 2) или после окончательной (для конструкций стыков вида 1) затяжки гаек болтов.

Рис. 15 Схема подливки под оборудование
1 - фундамент; 2 - подливка; 3 - опорная часть оборудования; 4 - ребро жесткости опорной части

3.50. Толщина слоя подливки под оборудованием допускается в пределах от 50 до 80 мм. При наличии «а опорной поверхности оборудования ребер жесткости зазор принимается от низа ребер (рис. 15).

3.51. (3.7). Подливка в плане должна выступать за опорную поверхность оборудования не менее чем на 100 мм. При этом ее высота должна быть больше высоты основного слоя подливки под оборудованием не менее чем на 30 мм и не более толщины опорного фланца оборудования.

3.52. (3.8). Поверхность подливки, примыкающая к оборудованию, должна иметь уклон в сторону от оборудования и должна быть защищена маслостойким покрытием.

3.53. (3.9). Марка бетона или раствора при подливке оборудования должна приниматься не ниже марки бетона фундамента, а при установке оборудования при обесподкладочных методах монтажа (рис. 10,б) на одну ступень выше марки бетона фундамента.

Таблица 2

Металлические подкладки для установки оборудования

3.54. Поверхность фундаментов перед подливкой следует очистить от посторонних предметов, масел и пыли. Непосредственно перед подливкой поверхность фундамента увлажняют, не допуская при этом скопления воды в углублениях и приямках.

3.55. Производить подливку под оборудование при температуре окружающего воздуха ниже 5° C без подогрева укладываемой смеси (электроподогрев, пропаривание и т.п.) не разрешается.

3.56. Бетонную смесь или раствор подают через отверстия в опорной части или с одной стороны подливаемого оборудования до тех пор, пока с противоположной стороны смесь или раствор не достигнут уровня, на 30 мм превышающего высоту уровня опорной поверхности оборудования.

Подачу смеси или раствора следует производить без перерывов. Уровень смеси или раствора со стороны подачи должен превышать уровень подливаемой поверхности не менее чем на 100 мм.

Для подливки оборудования можно использовать пневмонагнетатели бетона (например, типа С-862) или бетононасосы (например, типа СБ-68).

3.57. Подачу бетонной смеси или раствора рекомендуется осуществлять вибрированием с применением лотка-накопителя. Вибратор при этом не должен касаться опорных частей оборудования. При ширине подливаемого пространства более 1200 мм установка лотка-накопителя обязательна ( рис. 16 ).

Длина лотка должна быть равна длине подливаемого пространства.

Опирание лотка на подливаемое оборудование не допускается.

Уровень бетонной смеси при подливке с лотком должен находиться выше опорной поверхности оборудования приблизительно на 300 мм и поддерживаться постоянным.

Для производства работ по подливке рекомендуется использовать вибраторы с гибким валом, например ИВ-34, ИВ-47, ИВ-56, ИВ-60, ИВ-65, ИВ-67 и др.

3.58. Поверхность подливки в течение трех суток после завершения работ необходимо систематически увлажнять, а для сохранности влаги следует посыпать опилками или укрывать мешковиной.

Рис. 16. Подливка оборудования с помощью лотка-накопителя
1 - опалубка; 2 - опорная часть оборудования; 3 - лоток-накопитель; 4 - вибратор; 5 - подливочная смесь; 6 - фундамент

3.59. При применении бетонной подливки размер крупного заполнителя должен быть не более 20 мм.

3.60. Подбор состава бетона производится в соответствии с «Руководством по производству бетонных работ» (Стройиздат, М. 1975). Осадка конуса бетонной смеси должна быть не менее 6 см. Для улучшения свойств бетона подливки (уменьшения усадки, увеличения подвижности) рекомендуется вводить добавку СДБ в количестве 0,2-0,3% массы цемента. При введении СДБ расход цемента и воды ориентировочно снижается на 8-10% при сохранении расчетного значения водоцементного отношения. В качестве подливки может быть использован песчаный бетон. Подбор состава такого бетона производить по СН 488-76.

3.61. Для защиты подливки от коррозии в агрессивных средах следует применять покрытия в соответствии с требованиями СНиП по защите строительных конструкций от коррозии.

4.1(4.1) Нагрузки, действующие на болты, по характеру воздействия подразделяются на статические и динамические. Величина, направление и характер действующих нагрузок от оборудования на болты должны быть указаны в задании на проектирование фундаментов под оборудование.

4.2 (4.2). Шпильки расчетных болтов должны назначаться из углеродистых и низколегированных сталей при эксплуатации болтов при расчетной температуре:

а) минус 40° C и выше - из стали марок ВСт3пс6 и БСт3сп5 по ГОСТ 380-71. Допускается принимать при соответствующем обосновании сталь 20, 25, 30 и 35 по ГОСТ 1050-74;

б) ниже Минус 40° C до минус 65°С - из стали марок ВСт3сп5, ВСт3Гпс5 (по ГОСТ 380-71), 09Г2С и 10Г2С1 (по ГОСТ 19281-73) с гарантиями по ударной вязкости не ниже 3 кгс·м/см 2 при температуре испытания минус 40°С.

Шпильки конструктивных болтов во всех случаях допускается изготовлять из стали марки ВСт3кп2 по ГОСТ 380-71.

4.3. Для шпилек расчетных болтов с резьбой диаметром от М56 до М140 допускается применять при соответствующем обосновании низколегированную сталь марок 09Г2С и 10Г2 C 1 при расчетной температуре минус 40° C и выше.

4.4 (4.3). Расчетные сопротивления растяжению металла болтов (шпилек) R а _р следует принимать для стали марок ВСт3пс6, ВСт3сп5, ВСт3Гсп5 - 1400 кгс/см 2 ; 09Г2С - 1700 кгс/см 2 ; 10Г2С1 - 1900 кгс/см 2.

4.5. Расчетное сопротивление болтов усталостному разрушению при динамических нагрузках определяют по формуле

Пособие к СНиП по проектированию анкерных болтов для крепления строительных конструкций и оборудования

Центральный научно-исследовательский и проектно-экспериментальный институт промышленных зданий и сооружений

по проектированию анкерных болтов для крепления строительных конструкций и оборудования

Рекомендовано к изданию решением секции несущих конструкций научно-технического совета ЦНИИпромзданий.

Содержит основные положения по расчету болтов и креплений строительных конструкций и строительного оборудования. Рассмотрены прогрессивные типы болтов и даны рекомендации по их применению. Отражены вопросы, касающиеся образования скважин в бетоне и железобетоне, установки и затяжке болтов, выверки оборудования и конструкций.

Для инженерно-технических работников проектных институтов, монтажных и строительных организаций, а также заводов изготовителей.

1. Общие указания

1.1. Настоящее Пособие составлено к СНиП 2.09.03 "Сооружения промышленных предприятий" и применяется при креплении анкерными болтами (далее болтами), включая болты и дюбели распорного типа, строительных конструкций и оборудования к бетонным, железобетонным и кирпичным элементам (фундаментам, силовым полам, стенам и т.д.), эксплуатируемых при расчетной температуре наружного воздуха до минус 65 включительно и при нагреве бетона фундамента до 50 ° С.

Примечание. Расчетная зимняя температура наружного воздуха принимается как средняя температура воздуха наиболее холодной пятидневки в зависимости от района строительства согласно СНиП 2.01.01.

Расчетные технологические температуры устанавливаются заданием на проектирование.

1.2. При нагреве бетона фундамента свыше 50 ° С в расчетах должно учитываться влияние температуры на прочностные характеристики материала фундамента, болтов, подливок, клеевых составов и т.п.

1.3. Болты, предназначенные для работы в условиях агрессивной среды к повышенной влажности, должны проектироваться с учетом дополнительных требований, предъявляемых СНиП 3.04.03.

1.4. Требования настоящего Пособия не исключают, при наличии соответствующего обоснования, применение других способов закрепления оборудования на фундаментах (например, на виброгасителях, на клею и др.).

1.5. Рекомендации настоящего Пособия должны также соблюдаться при выполнении работ по установке и закреплению строительных конструкций и технологического оборудования в процессе монтажа.

2. Основные типы болтов и область их применения

2.1. По конструктивному решению болты подразделяются на следующие типы: изогнутые; с анкерной плитой; составные с анкерной плитой; съемные с анкерным устройством; прямые; с коническим концом.

2.2. По способу установки болты подразделяются на устанавливаемые до бетонирования фундаментов и устанавливаемые на готовые фундаменты или другие конструктивные элементы в просверленные или готовые "колодцы".

Болты изогнутые и с анкерной плитой, устанавливаемые в фундаменты до бетонирования, приведет на рис. 1.

Рис. 1. Болты, устанавливаемые в фундаменты до бетонирования

а ¾ изогнутые; б, в, г ¾ с анкерной плитой; д, е ¾ составные с анкерной плитой

Болты съемные, устанавливаемые после бетонирования фундаментов в специальные анкерные устройства, заранее предусмотренные в теле фундамента, приведены на рис. 2.

Рис. 2. Болты съемные, устанавливаемые после бетонирования фундаментов

а ¾ с плоской анкерной плитой (М12 М48); б ¾ с литой анкерной плитой (М56 М125); в ¾ со сварной анкерной плитой (М56 М100)

Болты изогнутые, устанавливаемые в колодцах, приведены на рис 3.

Рис. 3. Болты, устанавливаемые в "колодцах", заранее предусмотренных в фундаментах

Болты прямые, устанавливаемые в просверленные скважины готовых фундаментов и закрепляемые синтетическим клеем (эпоксидным, силоксановым) или с помощью цементно-песчаной смеси методом виброзачеканки, приведены на рис. 4.

Рис. 4. Болты прямые, устанавливаемые в просверленные скважины готовых фундаментов

а ¾ закрепляемые синтетическим клеем (а. с. № 209305); б ¾ закрепляемые с помощью цементно-песчаной смеси способом виброзачеканки (а. с. № 419305)

Болты распорного типа с коническим концом, устанавливаемые в просверленные скважины готовых фундаментов и закрепляемые с помощью разжимных цанг или цементно-песчаным раствором способом вибропогружения, приведены на рис. 5.

Рис. 5. Болты, распорного типа с коническим концом, устанавливаемые в просверленные скважины готовых фундаментов

а ¾ закрепляемые с помощью разжимной цанги (а .с. № 539170); б, в ¾ закрепляемые цементно-песчаным раствором способом вибропогружения (а. с. № 737573 и а. с. № 763525)

Распорные дюбели (далее дюбели), устанавливаемые в просверленные скважины строительных элементов (стены, колонны и т.п.) и закрепляемые с помощью распорных устройств, приведены на рис. 6.

Рис. 6. Дюбели распорные, устанавливаемые в просверленные скважины готовых конструкций

а, б ¾ дюбель-шпильки распорные (М8-М24) (а.с. №1225936); в ¾ дюбель-втулка, распорная (М6-М20); 1 ¾ распорная шпилька; 2 ¾ разжимная цанга; 3 ¾ гайка; 4 ¾ распорная втулка; 5 ¾ разжимная пробка; 6 ¾ крепежный болт

2.3. По условиям эксплуатации болты подразделяются на расчетные и конструктивные.

К расчетным относятся болты, воспринимающие нагрузки, возникающие при эксплуатации строительных конструкций или работы оборудования.

К конструктивным относятся болты, предусматриваемые для крепления строительных конструкций и оборудования, устойчивость которых против опрокидывания или сдвига обеспечивается собственным весом конструкции или оборудования. Конструктивные болты предназначаются для рихтовки строительных конструкций и оборудования во время их монтажа и для обеспечения стабильной работы конструкций и оборудования во время эксплуатации, а также для предотвращения их случайных смещений.

Уровень динамичности устанавливается в зависимости от типа и характера оборудования.

2.4. Болты для крепления конструкций и оборудования должны изготавливаться в соответствии с ГОСТ 24379.0 "Болты фундаментные. Общие технические условия" и ГОСТ 24379.1 "Болты фундаментные. Конструкция и размеры".

Классификация болтов в соответствии с указанными стандартами приведена в табл. 1.

2.5. Болты изогнутые (см. рис. 1, а) предназначаются для крепления строительных конструкций и технологического оборудования в тех случаях, когда высота фундамента не зависит от глубины заделки болтов в бетон.

2.6. Болты с анкерной плитой (см. рис. 1, б, в, г), имеющие меньшую глубину заделки по сравнению с болтами изогнутыми, рекомендуется применять в тех случаях, когда высота фундамента определяется глубиной заделки болтов в бетон.

2.7. Болты составные с анкерными плитами (см. рис. 1, д, е) применяются в случаях установки оборудования методом поворота или надвижки (например, при монтаже вертикальных цилиндрических аппаратов химической промышленности). В этих случаях муфта и нижняя шпилька с анкерной плитой устанавливается в массив фундамента во время бетонирования, а верхняя шпилька ввертывается в муфту на всю длину резьбы после установки оборудования через отверстия в опорных частях.

Длина ввинчивания шпильки в муфту должна быть не менее 1,6 диаметра резьбы болта.

2.8. Болты изогнутые и с анкерной плитой устанавливаются до бетонирования фундаментов на специальных кондукторных устройствах, строго фиксирующих их проектное положение в процессе бетонирования.

2.9. Болты съемные (см. рис. 2) рекомендуется применить главным образом для крепления тяжелого прокатного, кузнечно-прессового, электротехнического и другого оборудования, вызывающего большие динамические нагрузки, а также в тех случаях, когда болты в процессе эксплуатации оборудования подлежат возможной замене.

При установке съемных болтов в массив фундамента закладывается только анкерная арматура (анкерные устройства), а шпилька устанавливается свободно в трубе после устройства фундамента.

2.10. Болты изогнутые, устанавливаемые в "колодцах" готовых фундаментов (см. рис. 3) с последующим замоноличиванием колодца бетоном, рекомендуются для крепления оборудования и строительных конструкций в тех случаях, когда не могут быть установлены болты в просверленные скважины.

2.11. Болты прямые на синтетических клеях (эпоксидном или силоксановом) и закрепляемые с помощью цементно-песчаной смеси способом виброзачеканки (см. рис. 4) рекомендуются для крепления строительных конструкций и технологического оборудования с уровнем асимметрии цикла r ³ 0,6 ¾ для болтов на синтетических клеях и r ³ 0,8 ¾ для болтов на виброзачеканке.

Болты, закрепляемые с помощью эпоксидного клея, могут эксплуатироваться при расчетной температуре наружного воздуха до минус 40 ° С и при нагреве бетона до 50 ° С, болты, закрепляемые силоксановым клеем, ¾ соответственно до минус 40 ° С и до 100 ° С.

2.12. Болты распорного типа, закрепляемые с помощью разжимной цанги (см. рис. 5, а), и распорные дюбели (см. рис. 6) предназначаются для крепления строительных конструкций и оборудования, испытывающих статические и вибрационные нагрузки ( r ³ 0,9).

2.13. Болты с коническим концом, закрепляемые цементно-песчаным раствором способом вибропогружения (см. рис. 5, б, в), рекомендуются для крепления строительных конструкций и технологического оборудования, за исключением оборудования, вызывающего значительные динамические и ударные нагрузки (кузнечно-прессовое оборудование, прокатные клети, электродвигатели большой мощности и др.).

Примечание. Болты с коническим концом исполнения 2 изготовляются высадкой, исполнения 3 ¾ навинчиванием конической втулки.

2.14. Болты, устанавливаемые в просверленные скважины готовых фундаментов, не допускается применять для крепления несущих колонн зданий, оборудованных мостовыми кранами, а также для высотных зданий и сооружений, для которых ветровая нагрузка является основной.

Для крепления указанных конструкций допускается применять болты с коническим концом, устанавливаемые способом вибропогружения.

При этом глубина заделки болтов должна быть не менее 20 d .

При мероприятиях, обеспечивающих надежность и долговечность анкеровки (увеличенная глубина заделки, дополнительные анкерующие устройства и т.д.), допускается крепление указанных конструкций болтами других типов, устанавливаемыми в просверленные скважины готовых фундаментов, по согласованию с организацией ¾ разработчиком этих болтов.

2.15. Для крепления технологического оборудования допускается устанавливать в скважинах болты диаметром свыше 48 мм при соответствующем технико-экономическом обосновании и при наличии бурового оборудования.

2.16. Распорные дюбели предназначаются для закрепления главным образом сантехнического, электротехнического и вентиляционного оборудования, а также элементов отделки, облицовки и пр.

Конструкции и размеры распорных дюбелей приведены в прил. 1.

2.17. Дюбели предназначаются для конструктивного закрепления различного мелкого оборудования, а также металлоконструкций, деталей декоративной отделки и других элементов на фундаментах, стенах и других строительных конструкциях из бетона, железобетона и кирпича.

Техническая документация на дюбели разработана ВНИИмонтажспецстроем.

2.18. Узлы крепления болтами с разжимной цангой и распорными дюбелями допускается вводить в эксплуатацию сразу после установки болтов и дюбелей.

3. Расчет болтов

3.1. Нагрузки, действующие на болты, по характеру воздействия подразделяются на статические и динамические. Величина, направление и характер действующих нагрузок от оборудования на болты должны быть указаны в задании на проектирование фундаментов под оборудование.

3.2. Мака сталей расчетных болтов, эксплуатируемых при расчетной зимней температуре наружного воздуха до минус 65 ° С включительно, должна назначаться в соответствии с указаниями табл. 2.

расчетная зимняя температура наружного воздуха, °С

Примечание. Болты допускается изготовлять из других марок сталей, механические свойства которых не ниже свойств сталей марок, указанных в табл. 2.

3.3. Болты для крепления строительных конструкций при температуре наружного воздуха от минус 40 ° С и выше должны изготовляться из углеродистой стали марки ВСт3кп2 (ГОСТ 380), а для крепления оборудования ¾ из углеродистой стали марки ВСт3пс2 (ГОСТ 380) или из конструкционной стали марки Ст20 (ГОСТ 1050).

Для болтов диаметром 56 мм и более допускается применять при тех же температурных условиях низколегированную сталь марок 09Г2С-2 и 10Г2С1-2 (ГОСТ 19281).

3.4. Для крепления сосудов и аппаратов, предназначенных для обработки и хранения взрывоопасных продуктов, а также для крепления аппаратов колонного типа при расчетной зимней температуре наружного воздуха до минус 30 ° С включительно, следует применять сталь марки ВСт3пс3 (вместо стали марки ВСт3пс2); при температуре наружного воздуха от минус 31 до 40°С ¾ сталь марки Ст20 по ГОСТ 1050.

3.5. При расчетной зимней температуре наружного воздуха до минус 65 ° С низколегированные марки сталей 09Г2С-8 и 10Г2С1-8 должны иметь ударную вязкость не ниже 30 Дж/см 2 (3 кгс × м/см 2 ) при температуре испытания минус 60 ° С.

3.6. Конструктивные болты во всех случаях допускается изготовлять из стали марки ВСт3кп2 по ГОСТ 380.

3.7. Расчетные сопротивления металла болтов растяжению R_ва следует принимать по табл. 3.

3.8. Все болты должны быть затянуты на величину предварительной затяжки F, которая для статических нагрузок должна приниматься равной: f= 0,75 Р, для динамических нагрузок F = 1,1р, где Р ¾ расчетная нагрузка, действующая на болт.

Для строительных конструкций (стальных колонн зданий и т.п.) затяжку болтов допускается осуществлять стандартными ручными инструментами с предельным усилием (до упора) на болт.

3.9. Площадь поперечного сечения болтов (по резьбе) должна определяться из условия прочности по формуле

где к_о = 1,35 ¾ для динамических нагрузок; к_о = 1,05 ¾ для статических нагрузок.

Для съемных болтов с анкерными плитами, устанавливаемых свободно в трубе, коэффициент к_о для динамических нагрузок принимается равным 1,15.

3.10. При действии динамических нагрузок сечение болтов, вычисленное по формуле (1), следует проверить на выносливость по формуле

где c ¾ коэффициент нагрузки, принимаемый по табл. 4, зависящий от конструкции болта; m ¾ коэффициент, учитывающий масштабный фактор, принимаемый по табл. 5, в зависимости от диаметра болта; a ¾ коэффициент, учитывающий число циклов нагружения, принимаемый по табл. 6.

3.11. При расчете креплений строительных конструкций усилие предварительной затяжки и площадь сечения болтов следует определять как для статических нагрузок, если в проекте нет специальных указаний.

3.12. При групповой установке болтов для крепления оборудования (рис.7) величина расчетной нагрузки Р, приходящаяся на один болт, должна определяться для наиболее нагруженного болта по формуле

где N ¾ расчетная нормальная сила; М ¾ расчетный изгибающий момент; n ¾ общее количество болтов; y₁ ¾ расстояние от оси поворота до наиболее удаленного болта в растянутой зоне стыка; y_i ¾ расстояние от оси поворота до i -го болта, при этом учитываются как растянутые, так и сжатые болты.

Рис. 7. Расчетная схема определения усилий при групповой установке болтов для крепления технологического оборудования

Ось поворота, допускается принимать проходящей через центр тяжести опорной поверхности оборудования.

3.43. Для сквозных стальных колонн, имеющих раздельные базы, величину расчетной растягивающей нагрузки, приходящейся на один болт, следует определять по формуле

где М и N ¾ изгибающий момент и продольная сила в сквозной колонне на уровне верха фундамента; h ¾ расстояние между осями ветвей колонны; n¾ количество болтов крепления ветви колонны; в ¾ расстояние от центра тяжести сечения колонны до оси сжатой ветви.

3.14. Для баз стальных колонн сплошного типа (рис. 8) величину расчетной нагрузки, приходящейся на один растянутый болт, следует определять по формуле

где N ¾ продольная сила в колонне; R_в ¾ расчетное сопротивление бетона фундамента осевому сжатию, принимается в зависимости от класса бетона по табл. 7; n¾ количество растянутых болтов, расположенных с одной стороны базы колонны; в_s ¾ ширина опорной плиты базы колонны; x ¾ высота сжатой зоны бетона под опорной плитой базы колонны, определяется по формуле

где l_a¾ расстояние от равнодействующей усилий в растянутых болтах до противоположной грани плиты; С ¾ расстояние от оси колонны до оси болта; е₀ ¾ эксцентриситет приложения нагрузки.

Рис. 8. Расчетная схема усилий в опорном сечении для стальных колонн сплошного типа

Высота сжатой зоны х ограничивается условием

В тех случаях когда х > x _R l_a, следует повысить класс бетона фундамента либо увеличить опорную плиту, либо предусмотреть косвенное армирование.

3.15. Величину усилия предварительной затяжки болтов ¾ для восприятия горизонтальных (сдвигающих) усилий в плоскости сопряжения оборудования с фундаментом для сдвигоустойчивых соединений (не допускающих смещения опорной конструкции на величину зазора между стержнем болта и стенками отверстия в стакане) следует определять по формуле

где Q¾ расчетная сдвигающая сила, действующая в опорной плоскости; N ¾ нормальная сила; f ¾ коэффициент трения, принимаемый равным 0,25; n¾ количество болтов; к¾ коэффициент стабильности затяжки, принимаемый по табл. 4.

3.16. При совместном действии вертикальных и горизонтальных (сдвигающих) сил величину усилия затяжки F₀ следует определять по формуле

Площадь поперечного сечения болта по резьбе в этом случае определяется по формуле

где к ¾ коэффициент стабильности затяжки, принимаемый по табл. 4.

3.17. В сдвигодопускающих соединениях сдвигающая сила Q воспринимается за счет сопротивления стержня болта срезу и определяется по формуле

При совместном действии осевых Р и сдвигающих Q усилий их допустимые величины могут быть определены по формулам:

где n ¾ количество болтов.

Величина усилия предварительной затяжки болтов F₂ в этом случае должна назначаться по формуле

3.18. Сдвигающую силу Q , действующую в плоскости изгибающего момента, для сквозных стальных колонн, имеющих раздельные базы под ветви колонны, допускается воспринимать силой трения под сжатой ветвью колонны и определять из условия

где обозначения те же, что в формуле (4).

Сдвигающую силу стальных колонн сплошного типа, а также для сквозных колонн при действии сдвигающей силы перпендикулярно плоскости изгибающего момента (связевые колонны) допускается воспринимать силой трения от действия продольной силы и силы затяжки болтов и определять по формуле

где N ¾ минимальная продольная сила, соответствующая нагрузкам, от которых определяется сдвигающая сила; п ¾ количество болтов для крепления сжатой ветви колонны или количество сжатых болтов, расположенных с одной стороны базы колонн (для колонн сплошного типа); f¾ коэффициент трения, принимаемый равным 0,25; А_sa ¾ площадь сечения одного болта.

3.19. Болты необходимо затягивать, как правило, с контролем величины крутящего момента М_кр . Н × м, значение которого следует определять по формуле

где F ¾ усилие предварительной затяжки болтов; x ¾ коэффициент, учитывающий геометрические размеры резьбы, трение на торце гайки и в резьбе, принимаемый по табл. 8.

Диаметр болта, мм

Для тех же материалов минимальную глубину заделки дюбель-втулки распорной (см. рис. 6,в) следует принимать H = 6 d. с учетом величин следующих расчетных параметров: коэффициента нагрузки c = 0,4; коэффициента стабильности затяжки к = 1,3 (при динамических воздействиях к = 1,9); расстояния между осями дюбелей ¾ не менее 5 d, от края фундамента до оси дюбеля ¾ 6 d .

3.21. Глубина заделки распорных дюбелей, устанавливаемых в мягкие материалы (кирпич, керамзитобетон), должна быть увеличена на 2 d по сравнению с глубиной заделки аналогичных дюбелей, устанавливаемых в конструкции из бетона класса В12,5.

3.22. Для конструктивных болтов с отгибами глубину заделки в бетон допускается принимать равной 15 d, для болтов с анкерными плитами ¾ 10 d. а для болтов, устанавливаемых в скважины, ¾ 5 d .

3.23. Наименьшие допустимые расстояния между осями болтов и от оси крайних болтов до граней фундамента приведены в табл. 4.

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

Расстояния от оси болта до грани фундамента допускается уменьшить еще на один диаметр при наличии специального армирования вертикальной грани фундамента в месте установки болта.

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

3.24. При установке спаренных болтов, например для закрепления несущих стальных колонн зданий и сооружений, должна предусматриваться общая анкерная плита с расстоянием между отверстиями, равным проектному размеру между осями болтов, или следует устанавливать одиночные болты с "разбежкой" по глубине. Глубину заделки спаренных болтов при расстоянии между их осями 8 d и более следует назначать 15 d. при расстоянии менее 8 d¾ равной 20 d.

Расстояние от края плиты до оси болта следует назначать не менее 2 d, при этом площадь анкерной плиты должна быть не менее 32 d 2 .

3.25. Расчетные площади поперечных сечений болтов (по резьбе) в зависимости от их диаметра приведены в табл. 10.

Диаметр резьбы болтов d