РЕКОМЕНДАЦИИ
по надзору и технической эксплуатации монтажных соединений на высокопрочных болтах стальных строительных конструкций зданий и сооружений министерства металлургии СССР

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 объема металлоконструкций с монтажными соединениями на болтах различных классов прочности, в том числе и высокопрочных.

Большое количество сварных швов малой длины стало серьезным 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. Эффективность применения болтовых соединений формируется на стадии проектирования и изготовления монтажных узлов. По оценке Госстроя СССР ориентировочный объем возможного применения металлоконструкций на болтах составляет 60-65% от общего объема выпускаемых промышленностью стальных строительных конструкций. Однако из-за низкой технической оснащенности ряда заводов металлоконструкций, низкого качества проектирования и ряда других причин в Советском Союзе лишь 15-20% конструкций выпускается с болтовыми монтажными соединениями.

Конструкции объектов черной металлургии последних лет (кроме листовых), в основном, запроектированы с соединениями на высокопрочных болтах.

При надзоре за монтажными соединениями на высокопрочных болтах следует особое внимание обратить на сверхвысокопрочные болты, поставленные промышленностью в 1970-80 гг. с временным сопротивлением 120, 135 и 155 кг/мм. Такие болты установлены в ряде конструкций Череповецкого, Липецкого металлургических комбинатов, Магнитки и других. Эти болты из-за отсутствия ограничений по верхнему пределу твердости имеют повышенную способность к ЗХР (замедленному хрупкому разрушению).

Наиболее опасный период - первые 1-3 года после начала эксплуатации. Болты "стреляют" без видимого приложения внешней нагрузки. Во всех конструкциях последних лет обращено внимание на ЗХР.

Исследования, проведенные на ряде объектов после многолетней их эксплуатации, показали, что падение натяжения болтов незначительно. Но так как в процессе выполнения монтажных работ возможна недотяжка болтов, то в процессе эксплуатации конструкций требуется выборочная проверка натяжения установленных болтов. Контроль монтажных соединений на болтах значительно проще, чем сварных соединений, так как в сварных соединениях большая вероятность скрытых дефектов шва, чем в болтовых соединениях. Основным способом контроля соединений на болтах принимается визуальный.

Настоящие Рекомендации позволят службе эксплуатации заводов Министерства металлургии СССР обеспечить безаварийную эксплуатацию поднадзорных зданий и сооружений.

Корректировку Рекомендаций производить через каждые пять лет.

1. ОБЩИЕ ПОЛОЖЕНИЯ

1.1. Настоящие Рекомендации разработаны в соответствии с приказом N 759 от 9.ХII.1988 г. по Минчермету СССР и договором N П47-6882, заключенным между ЦНИИпроектстальконструкцией им.Мельникова Госстроя СССР и Череповецким меткомбинатом Минчермета СССР 19 апреля 1989 г., и являются развитием раздела 7 отраслевого руководящего документа ОРД 00 00089 "Техническая эксплуатация стальных конструкций производственных зданий".

1.2. Рекомендации распространяются на выполнение надзора и технической эксплуатации металлоконструкций зданий и сооружений предприятий черной металлургии с соединениями на высокопрочных болтах, запроектированных по нормам СССР, эксплуатируемых в районах с расчетной температурой до -65 °С.

1.3. При приемке конструкций с соединениями на высокопрочных болтах в приемочной комиссии обязательно участие представителя службы технического надзора по эксплуатации зданий и сооружений предприятия.

1.4. Ответственность за техническое состояние монтажных соединений на высокопрочных болтах приказом по цеху возлагается на инженерно-технических работников цеха, которые должны пройти соответствующее теоретическое и практическое обучение, ознакомлены с правилами выполнения соединений на высокопрочных болтах и иметь удостоверение (Приложения NN 7; 8).

1.5. Непосредственный осмотр монтажных соединений и восстановление (ремонт) должны производиться специально подготовленными специалистами, имеющими соответствующие навыки и удостоверение. В труднодоступных местах на высоте осмотры производятся с участием специалистов-верхолазов.

1.6. Специалисты по эксплуатации зданий и сооружений, участвующие непосредственно в освидетельствовании, должны пройти соответствующее обучение, иметь удостоверение и допуск для пребывания на высоте.

Количество специалистов определяется из расчета 1 ИТР на 100 тыс. высокопрочных болтов.

1.7. Особенностью фрикционных соединений на высокопрочных болтах является то, что усилия воспринимаются не срезом болтов и смятием стенки, а силами трения, возникающими между соприкасающимися поверхностями, стянутыми высокопрочным болтом. В связи с этим величина натяжения высокопрочных болтов и качество подготовки фрикционных поверхностей соединяемых элементов является решающим и контролируется во время проверки. Недостаточное натяжение высокопрочных болтов во фрикционных соединениях может привести к "проскальзыванию" элементов, при этом болты будут работать на срез, элементы - на смятие. Кроме того, возможно нарушение геометрической формы за счет взаимного смещения элементов - болты будут вступать в работу неравномерно, так как разница диаметров отверстий и болтов может достигать 6 мм в соответствии со СНиП III-18-75 табл.4 и возможны случаи поочередного разрушения болтов.

________________

* На территории Российской Федерации документ не действует. Действуют ГОСТ 23118-99 и СНиП 3.03.01-87, здесь и далее по тексту. - Примечание изготовителя базы данных.

1.8. Проведенными исследованиями установлено, что определяющее влияние на надежность болтов оказывают уровни их механических характеристик (временное сопротивление разрыву, относительное удлинение и сужение, ударная вязкость), определяемые режимами термической обработки.

Основной из указанных характеристик является временное сопротивление разрыву, контролируемое по его верхнему пределу. Чрезмерно прочные болты (с маркировкой 135 и 155), обладающие повышенной твердостью, склонны к замедленному хрупкому разрушению и требуют более тщательного контроля и более частого обследования соединения.

2. МАТЕРИАЛЫ, ИЗДЕЛИЯ И УСЛОВИЯ ИХ ПРИМЕНЕНИЯ

2.1. Для соединений элементов стальных строительных конструкций применяют высокопрочные болты, гайки и шайбы, изготовленные в соответствии с требованиями ГОСТ 22353-77*   22356-77** или ТУ 14-4-1345-85 и болты нормальной прочности по ГОСТ 1759-70*** (рис.1).

________________

* На территории Российской Федерации документ не действует. Действует ГОСТ Р 52644-2006, здесь и далее по тексту;

** На территории Российской Федерации документ не действует. Действует ГОСТ Р 52643-2006, здесь и далее по тексту;

*** На территории Российской Федерации документ не действует. Действуют ГОСТ 1759.0-87, ГОСТ Р ИСО 4759-1-2009, ГОСТ Р ИСО 6157-1-2009, ГОСТ Р ИСО 6157-2-2009, ГОСТ Р 52627-2006 и ГОСТ Р 52628-2006. - Примечание изготовителя базы данных.

Рис.1. Маркировка болтов различных классов прочности, в том числе - высокопрочных:

а. высокопрочный болт Дружковского завода

б. высокопрочный болт Магнитогорского завода

в, г. высокопрочный болт Щёлковского завода

д. высокопрочный болт Воронежского завода

е. болт класса прочности 10.9 Магнитогорского завода

ж. болт класса прочности 8.8 автозавода им.Лихачёва

з. болт класса прочности 5.8 Магнитогорского завода

2.2. Согласно ГОСТ 22356-77, болты должны иметь клеймо завода-изготовителя, а также маркировку, показывающую временное сопротивление в кгс/мм, и условное обозначение номера плавки. Болты климатического исполнения ХЛ дополнительно маркируются.

2.3. Для контроля механических свойств болтов, гаек и шайб на заводе-изготовителе от каждой партии отбирают по 5 образцов для каждого вида испытаний.

Болты испытывают на разрыв, на растяжение образцов, определение ударной вязкости (ХЛ), разрыв на косой шайбе, на определение коэффициента закручивания и на твёрдость.

2.4. Высокопрочные болты, гайки и шайбы поставляются партиями, состоящими из деталей одного условного обозначения, изготовленных из стали одной плавки, обработанных по одному режиму. Масса партии болтов не должна превышать 1000 кг, гаек и шайб - 500 кг.

2.5. Каждая партия метизов должна быть снабжена сертификатом, в котором указывается:

- номер сертификата; наименование предприятия-изготовителя; наименование, тип и размеры изделий; марка стали; номер партии; номер плавки; результаты проведенных испытаний; масса нетто.

2.6. Для конструкций с расчетной температурой ниже минус 40 °С и до минус 65 °С следует применять высокопрочные болты исполнения ХЛ. На головке этих болтов имеется знак "ХЛ".

2.7. Класс прочности болтов нормальной прочности обозначен двумя числами. Первое число, умноженное на 10, определяет величину минимального временного сопротивления в кгс/мм, второе число, умноженное на 10, определяет отношение предела текучести к временному сопротивлению в процентах. Произведение чисел определяет величину предела текучести. К этому типу относятся болты с маркировкой 10.9; 8.8; 5.8 (рис.1).

Например, класс прочности болта 5.8 указывает, что минимальное временное сопротивление металла , из которого изготовлен болт, равно 5x10=50 кгс/мм, а отношение предела текучести к временному сопротивлению в процентах равно 8x10=80%. Первое число маркировки, умноженное на второе, определяет предел текучести

5x8=40 кгс/мм.

2.8. Высокопрочные болты имеют маркировку 110, что указывает минимальное временное сопротивление в кгс/мм материала болта.

2.9. В случае отсутствия болтов, указанных в проекте, разрешается замена болтов класса прочности 5.8 на болты 8.8; 10.9 и высокопрочные. Болты 8.8 могут быть заменены на 10.9 и высокопрочные. Болты 10.9 - на высокопрочные. Обратная замена без соответствующего пересчёта конструкций запрещается.

3. НАДЗОР ЗА СОСТОЯНИЕМ СОЕДИНЕНИЙ

3.1. Надзор за состоянием соединений осуществляется цеховой службой технической эксплуатации металлоконструкций промзданий посредством проведения текущих осмотров.

3.2. Текущие осмотры соединений проводятся выборочно один раз в шесть месяцев в пролетах конверторных, мартеновских и других цехов, конструкции которых подвержены динамическим воздействиям. В остальных цехах, отделениях и пролетах не реже одного раза в год.

Обследование узлов на высокопрочных болтах, как правило, проводится совместно с обследованием стальных строительных конструкций в предусмотренные ОРД 00 000-89 сроки.

3.3. Контроль за состоянием высокопрочных болтов и соединяемых элементов производится визуально и заключается в проверке наличия болтов в узлах, а также в выборочной проверке их натяжения и сохранности (отсутствии трещин, порывов) соединяемых элементов. Проверяются болты в соответствии с табл.3 в каждом десятом узле (10% узлов). При последующих проверках проверяются не проверенные ранее узлы.

Особое внимание следует обратить на выявление дефектов в соответствии с табл.1.

Таблица 1

     
Перечень возможных дефектов соединений на высокопрочных болтах

_______________