Обеспечение устойчивости горных выработок использованием фрикционно демпфирующих податливых крепи

1.

1

2.

2

3.

3

4.

4

5.

5

6.

6

7.

7

8.

8

9.

9

10.

10

11.

11

12.

12

13.

13

14.

14

15.

15

16.

16

17.

После пожара на нефтяной
шахте в Коми ее решили
затопить
https://www.severreal.org/a/30927938.html
Уже свидетельства о смерти
готовы". Пропали на
пожаре в нефтешахте Коми
https://www.severreal.org/a/30927457.html
Горящую шахту в
Коми решили
затопить
Оперативный штаб решил затопить
шахту № 3управления «Яреганефть»,
17

18.

заявили в пресс-службе ООО «ЛУКОЙЛКоми», сообщает 3 ноября ТАСС.
Согласно заявлению, штаб «принял
решение о подаче воды для ликвидации
возгорания в шахте». Это решение
стало возможно после того, как два
пропавших работника были признаны
погибшими по решению суда.
Оборудование для подачи воды
подготовлено. «Подача воды уже
начинается», — заявили в прессслужбе.
Напомним, по информации Минэнерго
России, 1 ноября в шахте № 3на
глубине 200 метров произошел пожар
из-за короткого замыкания. Из
18

19.

находившихся на участке 82 человек на
поверхность вышли 80. Поисковоспасательные работы, а также тушение
пожара продолжались до 3 ноября.
Родственники выразили согласие
признать пропавших шахтеров
погибшими.
19

20.

20

21.

Одна из трех шахт Ярегского нефтяного месторождения "Лукойла" в
Коми загорелась вечером 1 ноября 2020 года. На поверхность удалось
выбраться 80 шахтерам из 82 работавших в ней. Операция МЧС по
спасению горняков продолжается. Но родные и знакомые пропавших, с
которыми поговорил корреспондент Север.Реалии, уверены, что
компания будет действовать по отработанному сценарию: туннель
затопят, а тела не вышедших на поверхность извлекут через несколько
месяцев.
3 ноября появилась информация, что пропавших горняков в пожаре на нефтяной
шахте "Яреганефти" просят признать погибшими, чтобы потушить возгорание. По
информации Ситуационно-аналитического центра Минэнерго России, заявления от
родственников с просьбой признать пропавших погибшими уже поступили в
прокуратуру.
"Эвакуированы практически все"
Пожар в строящемся уклонном блоке третьей шахты на нефтяном месторождении в
поселке Ярега в 20 км от Ухты начался 1 ноября около восьми вечера. В момент
возгорания там находились 82 работника "Лукойла" и подрядной организации
"Нефтегазмаш" ("НГМ"), которая ведет ремонт скважин на месторождении.
Выбраться удалось только 80 сотрудникам шахты.
Из-за короткого замыкания в оборудовании загорелся строящийся
уклонный блок
"Ведется подъем людей на поверхность, эвакуированы практически все", –
сообщило в тот же день отделение "Лукойла" в Республике Коми о задымлении на
своем предприятии "Яреганефть". По данным компании, из-за короткого
замыкания в оборудовании загорелся строящийся уклонный блок – протянутый на
несколько километров под землей тоннель, в котором ведут добычу несколько сотен
скважин. Утром 2 ноября горноспасатели МЧС продолжали поиски оставшихся в
шахте горняков.
Ими оказались местные жители 19-летний Евгений Бислюк и 33летнийАлександр Васюченко.
21

22.

– Уже свидетельства о смерти готовы почти, да, со мной связывались [сотрудники
компании "НГМ"]. Шахту затопят, а тела через два месяца поднимут, –
предположила в беседе с редакцией Север.Реалии мать пропавшего
Евгения Галина Бислюк.
На своей странице "ВКонтакте" она сначала написала, что верит в то, что ее сын
живой, но тут же попрощалась с ним: "Официально дата смерти 01.11.2020 г.".
Евгений Бислюк родом из соседнего Сосногорска, он окончил школу в 2017 году,
работал в шахте недавно. Его более опытный коллега Александр Васюченко жил
в поселке Ярега, женат, двое детей. Это был его первый день после отпуска.
Управление Следственного комитета по Республики Коми 1 ноября возбудило
уголовное дело по статье 217 УК РФ ("Нарушение требований промышленной
безопасности опасных производственных объектов"). В шахте продолжаются
поисково-спасательные работы и тушение пожара, но необходимые документы для
ее затопления уже готовятся.
Угарный газ смертелен, при большом задымлении видимость
нулевая
– За час не выбрались – шансов, считай, ноль, что найдут их живыми, – говорит
один из сотрудников месторождения подземный электрослесарь Николай. –
Шахта – это тот же туннель. Угарный газ смертелен, при большом задымлении
видимость нулевая. Самоспасатель действует 60 минут при условии, что в него
успели включиться. Или могли включиться, но в дыму в темноте упасть или
запутаться и пойти не в ту сторону.
Горнорабочие шахты предприятия "Яреганефть"
Самоспасатель ШСС-1 – автономный дыхательный аппарат с запасом кислорода,
который есть при себе у каждого шахтера во время смены, он применяется при
авариях.
22

23.

– Чтобы в него включиться, нужно задержать дыхание, чтобы не вдохнуть ядовитых
газов, вскрыть крышку, вставить загубник в рот и выдохнуть для запуска
противогаза, – объясняет шахтер.
– Одной из проблем нефтяных шахт сегодня являются устаревшие методики
организации работы в них, – прокомментировал редакции Север. Реалии один из
экспертов нефтяной отрасли. – В России есть передовые шахты, такие как у
"Норильского никеля", та же шахта "Распадская", которая напичкана системами
автоматизации. В нефтяных шахтах используются устаревшие методики,
применяемые в угольных шахтах. В Ухте такое месторождение единственное и
специально для него правила не разрабатывались. С 1 января 2021 года
федеральные нормы будут модернизироваться, и, возможно, нефтешахты выделят в
отдельную категорию. Текущий пожар достаточно странный, потому что обычно все
оборудование взрывозащищенное, там никаких контактов открытых не бывает, они
все заполнены. Если происходит авария, то продукты взрыва не должны выходить
из оборудования. Все оборудование в шахте имеет систему МТЗ (максимальную
токовую защиту) и изготавливается во взрывобезопасном исполнении. Боюсь, что
здесь кто-то нарушил правила безопасности.
Коллеги шахтеров в социальных сетях опубликовали видеоролик в память о
погибших горняках.
Уникальная разработка
Горнорабочий Николай родился в Донецкой области, там же учился в единственном
в родном городе колледже на подземного электрослесаря, позже работал в угольных
шахтах. Угольная и нефтяная шахта отличаются незначительно, отмечает он. В
Республике Коми Николай работает несколько лет, и уже стал свидетелем двух
пожаров на шахтах "Лукойла".
– В прошлом году горела первая шахта. Нас вызвали на работу, чтобы перенести
телефон к месту, где собирались горноспасатели. Близко к пожару мы не подходили,
– вспоминает рабочий.
Пожар на шахте №1 "Яреганефти" начался 24 ноября 2019 года в 20.10, тогда
удалось эвакуировать 42 из 45 работавших под землей сотрудников. На одном из
23

24.

участков шахты остались трое сотрудников подрядной организации "ДГС", одного
из которых позже удалось найти живым. Спустя пять дней оставшихся
горняков признали погибшими, в шахту закачали воду для остановки горения
нефти и перекрытий. Их тела удалось найти в феврале 2020 года.
Ярегское нефтетитановое месторождение разрабатывается с 1937 года. Оно хранит
большие запасы нефти высокой плотности и вязкости, которая залегает на
небольшой глубине до 300 метров. Из-за "тяжести" ярегскую нефть добывают с
помощью шахтной технологии, а не традиционным способом бурения. Методику
советские специалисты когда-то позаимствовали у геологоразведчиков Австрии и
Канады. Это единственная в России такого типа буровая шахта. "Лукойл" ведет
разведку на этом месторождении с начала 2000-х.
С 2017 года работы по ремонту шахт на Ярегском месторождении ведет московская
компания "Нефтегазмаш" ("НГМ").
"Ремонт нестандартный и требует наличия специального оборудования, так как
устья нефтедобывающих скважин имеют наклонный характер и пологовосходящее
тело", – говорится на сайте компании. Оклад на опасных должностях в 1,5 раза выше
средней зарплаты по региону. На сайте HH "НГМ" ищет электрослесарей в Ухту,
Усинск и Сосногорск на зарплату от 89 тыс. рублей.
В 2017 году на "Яреганефти" произошло несколько аварий, связанных с обвалом
породы. Третья шахта, где произошла авария 1 ноября, до этого обрушилась 20
июля, тогда двое сотрудников были госпитализированы, еще трое выбрались из-под
завала на поверхность сами. Еще один обвал породы произошел в 2017 году 14
сентября, в шахте погиб рабочий Александр Белоруков – житель поселка Шудаяг,
что рядом с Ухтой. У него остались четверо детей. Осенью 2018 года на шахте
"Яреганефть" при проведении ремонтных работ погиб рабочий-электромонтажник,
по факту ЧП было возбуждено уголовное дело.
Однако , для обеспечения УСТОЙЧИВОСТИ ГОРНЫХ ВЫРАБОТОК с использованием
фрикци -демпфирующих демпферов и фрикционно- демпфирующих РАМНЫХ
24

25.

с упругоплатическими ограничителями
перемещений «гармошка» и их программная реализация в SCAD Office
шахтных энергопоглотителей - податливых КРЕПИЙ,
Шахту в Коми, где случился пожар, затопят. Процесс почти начался.
Из 82 горняков на поверхность подняли 80 - два человека считаются
пропавшими.
Их родственники заявили, что свидетельства о их смерти уже готовы
https://www.severreal.org/a/30927457.html
25

26.

26

27.

27

28.

28

29.

УДК 699.841: 624.042.7
Испытательного центра СПб ГАСУ, аккредитован Федеральной службой по аккредитации (аттестат №
RA.RU.21СТ39, выдан 27.05.2015), организация "Сейсмофонд" ОГРН: 1022000000824
Испытания на соответствие требованиям (тех. регламента , ГОСТ, тех. условия)1. ГОСТ 56728-2015 Ветровой район – VII, 2. ГОСТ Р ИСО 4355-2016 Снеговой
район – VIII, 3. ГОСТ 30546.1-98, ГОСТ 30546.2-98, ГОСТ 30546.3-98 (сейсмостойкость - 9 баллов)
Х.Н.Мажиев, САЙДУЛАЕВ К. М., УЛУБАЕВ С. Х, ученый секретарь кафедры ТСМиМ СПб ГАСУ
Ирина Утарбаевна Аубакарова, инж- мех Зам президента организации «Сейсмофонд»
Е.И.Андреева
На фотографии изобретатель фрикци-демпфирующего демпфера и фрикцидемпфирующей сейсмоизоляции Андреев Борис Александрович
Ingeniería Sísmica Básica explicada con marco
didáctico QuakeTek
https://www.youtube.com/watch?v=aSZa-SaRBY&feature=youtu.be&fbclid=IwAR38bf6R_q1Pu2TVrudkGJvyPTh4dr4xpd1jFtB4CJK2HgfwmKYOsYtiV2Q
Санкт-Петербургский государственный Архитектурно -Строительный Университет , 190005, СПб, 2-я
Красноармейская ул. д 4 , организация «Сейсмофонд» ОГРН:1022000000824, ИНН 2014000780
Секция : Кибернетика и моделирование
Организация «Сейсмофонд» при СПб ГАСУ ОГРН 1022000000824
ФГБОУ ВПО Санкт-Петербургский государственный архитектурностроительный университет
Ключевые слова демпфирующая сейсмоизоляция;фрикционно –
демпфирующие сейсмоопоры: демпфирование; сейсмоиспытания:
динамический расчет , фрикци-демпфер, фрикци –болт
29

30.

Решение задач обеспечения целостности конструкции, или минимизации
повреждений на основе конструктивных решений и специфических свойств
здании, является насущно необходимым в условиях регионов активных
сейсмических проявлений. Актуальность решения этих задач отражена в
постановлении Правительства России «О федеральной целевой программе
«Сейсмобезопасность территории Россини от 25 сентября 2001 г. № 690. в
которой обозначены проблемы сейсмостойкости как существующих, так и
вновь возводимых зданий.
В современных конструктивных решениях нельзя повысить
сейсмостойкость, только повысив величины сечений, прочность, вес.
Конструкция может быть более прочной, но не обязательно экономически
эффективной, потому что и вес. и инерционная сейсмическая нагрузка могут
увеличиться еще больше. Требуются новые эффективные методы
сейсмозащиты. Эти методы предусматривают изменение массы или
жесткости, или демпфирования системы в зависимости от ее перемещений
и скоростей. В настоящее время известно более 100 запатентованных
конструкций сейсмозащиты.
30

31.

31

32.

32

33.

33

34.

34

35.

35

36.

36

37.

37

38.

38

39.

39

40.

40

41.

41

42.

42

43.

43

44.

44

45.

45

46.

46

47.

47

48.

48

49.

49

50.

50

51.

51

52.

52

53.

53

54.

54

55.

55

56.

56

57.

15 августа обрушение породы произошло на шахте Ерунаковская 8 в Кузбассе. В
результате двое горнорабочих погибли так как не использовались для податливых
металлических рамных шахтных крепий фрикци –демпфирующие демпферы для
спецпрофилей и отсутствия фрикционно-демпфирующей взрывозащиты с
использованием ограничителей перемещений которые должны были установлены на
шахтных спецпрофилях и из- за не выполнения НСТРУКЦИи ПО ВЫБОРУ РАМНЫХ
ПОДАТЛИВЫХ КРЕПЕЙ ГОРНЫХ ВЫРАБОТОК утвержденная в ВНИМИом в 1991
http://www.gostrf.com/normadata/1/4293804/4293804178.pdf
Два шахтера погибли так- как при установке рамных податливых шахтных крепий не
использовались фрикци –демпфирующие демпферы и фрикционно- демпфирующая
взрывозащиты с упругоплатическими ограничителями перемещений установленных на
шахтных спецпрофилей для поддержания горной выработки при подземной разработке
полезных ископаемых
Более подробно об фрикционно-демпфирующих демпферах и фрикци демпфирующей
взрвозащите горных выроботок , прилагаем список перечень изобретений, патентов
проф дтн ПГУПС Уздина А М №№ 1143895, 1168755, 11746616, и Андреева Бориса
Александровича № 165076, «Опора сейсмостойкая», № 2010136746
«Способ защиты зданий и сооружений при взрыве с использованием сдвигоустойчивых и
лего сбрасываемых соединений , использующие систему демпфирования, фрикционности
и сейсмоизоляцию для поглощения взрывной и сейсмической энерии» и подборка
податливых металлических рамных крепий , которые не использовались
администрацией шахты «Ерунаковская- 8» в Кузбассе по не знании или из за
отсутствия профессиональных навыков
Начало формы
2467170
2012.11.20
ЗАМОК УЗЛА ПОДАТЛИВОСТИ МЕТАЛЛИЧЕСКОЙ РАМНОЙ ПОДАТЛИВОЙ КРЕПИ
ИЗ ШАХТНЫХ СПЕЦПРОФИЛЕЙ
(РИ)
2.
2429348
2011.09.20
МЕТАЛЛИЧЕСКАЯ РАМНАЯ ПОДАТЛИВАЯ КРЕПЬ ИЗ ШАХТНЫХ СПЕЦПРОФИЛЕЙ
ДЛЯ ПОДДЕРЖАНИЯ ГОРНОЙ ВЫРАБОТКИ ПРИ ПОДЗЕМНОЙ РАЗРАБОТКЕ
ПОЛЕЗНОГО ИСКОПАЕМОГО
(РИ)
3.
2387840
2010.04.27
57

58.

СПОСОБ КРЕПЛЕНИЯ ВЫРАБОТОК
(РИ)
4.
2308600
2007.10.20
ПОДАТЛИВАЯ АНКЕРНАЯ КРЕПЬ
(РИ)
5.
2279550
2006.07.10
ШАХТНАЯ МОНОРЕЛЬСОВАЯ ДОРОГА
(РИ)
6.
2258142
2005.08.10
МЕТАЛЛИЧЕСКАЯ ПОДАТЛИВАЯ КРЕПЬ
(РИ)
7.
2236594
2004.09.20
ОПОРА ДЛЯ ОХРАНЫ ГОРНЫХ ВЫРАБОТОК
(РИ)
8.
2200840
2003.03.20
СПОСОБ РАЗРАБОТКИ ПОЛОГИХ И НАКЛОННЫХ УГОЛЬНЫХ ПЛАСТОВ С
ПРИМЕНЕНИЕМ ОЧИСТНЫХ МЕХАНИЗИРОВАННЫХ КОМПЛЕКСОВ
(РИ)
9.
2414597
2011.03.20
АРОЧНАЯ ПОДАТЛИВАЯ КРЕПЬ
(РИ)
10.
2407893
2010.12.27
ЗАМОК УЗЛА ПОДАТЛИВОСТИ МЕТАЛЛИЧЕСКОЙ РАМНОЙ ПОДАТЛИВОЙ КРЕПИ
ИЗ ШАХТНЫХ СПЕЦПРОФИЛЕЙ
(РИ)
11.
2381367
2010.02.10
КОСТРОВАЯ КРЕПЬ
58

59.

(РИ)
12.
2347909
2009.02.27
ЗАМОК УЗЛА ПОДАТЛИВОСТИ МЕТАЛЛИЧЕСКОЙ РАМНОЙ ПОДАТЛИВОЙ КРЕПИ
ИЗ ШАХТНЫХ СПЕЦПРОФИЛЕЙ
(РИ)
13.
2170826
2001.07.20
СПОСОБ УПРАВЛЕНИЯ КРОВЛЕЙ И ПОСАДОЧНАЯ КРЕПЬ ДЛЯ ЕГО
ОСУЩЕСТВЛЕНИЯ
(РИ)
14.
2135774
1999.08.27
МЕТАЛЛИЧЕСКАЯ АРОЧНАЯ ПОДАТЛИВАЯ КРЕПЬ
(РИ)
15.
2132953
1999.07.10
СПОСОБ ПОДАТЛИВОГО УДЕРЖАНИЯ НАГРУЗКИ И КРЕПЬ, ИСПОЛЬЗУЕМАЯ ПРИ
ЕГО ОСУЩЕСТВЛЕНИИ
(РИ)
16.
2112882
1998.06.10
КРЕПЬ ДЛЯ ОХРАНЫ ПОДГОТОВИТЕЛЬНЫХ ВЫРАБОТОК
(РИ)
17.
2112140
1998.05.27
СПОСОБ КРЕПЛЕНИЯ ГОРНЫХ ВЫРАБОТОК
(РИ)
18.
2110689
1998.05.10
КРЕПЬ ШАХТНОГО СТВОЛА
(РИ)
19.
2101501
1998.01.10
СПОСОБ СОХРАНЕНИЯ ГОРНОЙ ВЫРАБОТКИ
59

60.

(РИ)
20.
2091590
1997.09.27
ГОФРИРОВАННЫЙ ПРОФИЛЬ ДЛЯ ГОРНОЙ КРЕПИ И ГОРНАЯ КРЕПЬ
(РИ)
21.
2086769
1997.08.10
СПЕЦПРОФИЛЬ
(РИ)
22.
2083841
1997.07.10
УНИВЕРСАЛЬНАЯ ПОДАТЛИВАЯ РАМНАЯ КРЕПЬ
(РИ)
23.
2078933
1997.05.10
КРЕПЬ МЕТАЛЛИЧЕСКАЯ ПАНЕЛЬНАЯ
(РИ)
24.
2065971
1996.08.27
СЕКЦИЯ МЕХАНИЗИРОВАННОЙ КРЕПИ
(РИ)
25.
2065970
1996.08.27
СЕКЦИЯ МЕХАНИЗИРОВАННОЙ КРЕПИ
(РИ)
Отмечается, что на момент происшествия в забое находились 95 человек, 87 из них
эвакуировались, шестеро остались для поддержания жизнеобеспечения шахты.
«Предварительно, один горнорабочий погиб, судьба еще одного неизвестна», — сказал
собеседник агентства.
В пресс-службе ГУ МЧС по Кемеровской области сообщили, что на месте
происшествия работают отделения горноспасателей. В работах задействованы 31
человек и семь единиц техники.
60

61.

https://iz.ru/1060299/2020-09-14/obrushenie-proizoshlo-v-shakhte-chertinskaia-koksovaia-vkuzbasse
Более подробно о необходимости обеспечения взрывозащиты шахты «Ерунаковская8» в Кузбассе с использованием фрикци- демпфирующих демпферов и фрикционнодемпфирующей рамных податливых металлических крепий на угольных предприятии с
упругоплатическими ограничителями перемещений, «гармошка» и их программная
реализация в SCAD Office
https://ru.scribd.com/document/476044896/Obespecheni-Seismostoykosti-Truboprovodov-sIspolzovaniem-Friktsi-Dempfiruyuchikh-Dempferov-i-Friktsionno-DempfiruyucheysyaSeismoizolyatsii184
https://yadi.sk/d/Bp3dTwG-P0aYDg
https://www.change.org/p/24703711/preview?source_location=header&sulstate=identified&ls
rappv=control&tag_selected=economic_justice
https://cloud.mail.ru/home/SPBGASU%20Obespecheni%20seismostoykosti%20truboprovodov
%20s%20ispolzovaniem%20friktsi%20dempfiruyuchikh%20dempferov%20i%20friktsionno%2
0dempfiruyucheysya%20seismoizolyatsii%20184.doc
https://docs.google.com/document/d/1RFfPu_f6Y9T9CrmigdYddh_fIMqXQc1L/edit?usp=drive_
web&ouid=110031815949588170294&dls=true
https://dropmefiles.com.ua/ru/mYzW3XvHeM
https://www.liveinternet.ru/users/c9995354729yandexru/
http://zavolu.info/2.html#comments
https://stihi.ru/login/messages.html?sertifikatsiy
https://proza.ru/login/messages.html?sertifikatsiya
https://t89995351513915bkru.diary.ru
Подписали от организации «Сейсмофонд» ИНН 201400780, ОГРН 1022000000824
Президент организации «Сейсмофонд» Хасан Нажоевич Мажиев, Улубаев СолтАхмад Хаджиевич ,Сайдулаев Казбек Майрбекович, редактор газеты «Земля РОССИИ»
и «Крестьянского информационного агентство» Андреева Елена Ивановна
61

62.

Редакция газеты «Земля России» зарегистрирована Северо –западным региональным
Управлением государственного Комитета РФ по печати ( г СПб) № П 0931 от
16.05.94, перерегистрирована 19 июня 1998 в связи со сменой учредителей, добавлением
иностранных языков : рус, анг, фран, нем, араб, китайский, японский, иврит, идиш,
финн, латышский , эстонский, литовский
Крестьянское информационное агентство зарегистрирована Северо –западным
региональным Управлением государственного Комитета РФ по печати ( г СПб) № П
4014 от 14 октября 1999
Учредители газеты «Земля России» и «КРЕСТЬЯНинформАГЕНТСТВО» Фонда
поддержки и развития сейсмостойкого строительства «Защита безопасность
городов» Сейсмофонд», Фонда поддержки и развития крестьянских фермерских
хозяйств «РОСФЕР»
Зарегистрировал начальник управления Ю.И.Тертьяков
Примерная тематика и специализация газеты «Земля РОССИИ» аграрная реформа,
возрождение крестьянина –собственника ,защита политических, социальных и
экономических прав и интересов крестьянина –фермера , садоводов
Электронный адрес редакции газеты «Земля РОССИИ» [email protected]
[email protected] [email protected] Тел Крестьянского информационного
агентство (921) 962-67-78, (953) 151-39-15 , ( 996) 798-26-54
Редакция газеты «Земля РОССИИ» и «КИАинформ», выражает искреннее
соболезнование погибшим шахтерам на шахте «Ерунаковская- 8» в Кузбассе
http://enis.gosnadzor.ru/activity/control/geology/Инструкция%20по%20выбору%20рамных
%20податливых%20крепей%20горных%20выработо.pdf
https://files.stroyinf.ru/Data2/1/4293804/4293804178.pdf
Список перечень изобретений патентов податливых металлических рамных крепий
2012.11.20 ЗАМОК УЗЛА ПОДАТЛИВОСТИ (РИ)
МЕТАЛЛИЧЕСКОЙ РАМНОЙ
ПОДАТЛИВОЙ КРЕПИ ИЗ
ШАХТНЫХ СПЕЦПРОФИЛЕЙ
2467170
2.
2429348
2011.09.20
МЕТАЛЛИЧЕСКАЯ РАМНАЯ ПОДАТЛИВАЯ
КРЕПЬ ИЗ ШАХТНЫХ СПЕЦПРОФИЛЕЙ ДЛЯ
ПОДДЕРЖАНИЯ ГОРНОЙ ВЫРАБОТКИ ПРИ
ПОДЗЕМНОЙ РАЗРАБОТКЕ ПОЛЕЗНОГО
ИСКОПАЕМОГО
62
(РИ)

63.

3.
2387840
2010.04.27
СПОСОБ КРЕПЛЕНИЯ ВЫРАБОТОК
(РИ)
4.
2308600
2007.10.20
ПОДАТЛИВАЯ АНКЕРНАЯ КРЕПЬ
(РИ)
5.
2279550
2006.07.10
ШАХТНАЯ МОНОРЕЛЬСОВАЯ ДОРОГА
(РИ)
6.
2258142
2005.08.10
МЕТАЛЛИЧЕСКАЯ ПОДАТЛИВАЯ КРЕПЬ
(РИ)
7.
2236594
2004.09.20
ОПОРА ДЛЯ ОХРАНЫ ГОРНЫХ ВЫРАБОТОК
(РИ)
8.
2200840
2003.03.20
СПОСОБ РАЗРАБОТКИ ПОЛОГИХ И
НАКЛОННЫХ УГОЛЬНЫХ ПЛАСТОВ С
ПРИМЕНЕНИЕМ ОЧИСТНЫХ
МЕХАНИЗИРОВАННЫХ КОМПЛЕКСОВ
(РИ)
9.
2414597
2011.03.20
АРОЧНАЯ ПОДАТЛИВАЯ КРЕПЬ
(РИ)
10.
2407893
2010.12.27
ЗАМОК УЗЛА ПОДАТЛИВОСТИ
МЕТАЛЛИЧЕСКОЙ РАМНОЙ ПОДАТЛИВОЙ
КРЕПИ ИЗ ШАХТНЫХ СПЕЦПРОФИЛЕЙ
(РИ)
11.
2381367
2010.02.10
КОСТРОВАЯ КРЕПЬ
(РИ)
12.
2347909
2009.02.27
ЗАМОК УЗЛА ПОДАТЛИВОСТИ
МЕТАЛЛИЧЕСКОЙ РАМНОЙ ПОДАТЛИВОЙ
КРЕПИ ИЗ ШАХТНЫХ СПЕЦПРОФИЛЕЙ
(РИ)
13.
2170826
2001.07.20
СПОСОБ УПРАВЛЕНИЯ КРОВЛЕЙ И
ПОСАДОЧНАЯ КРЕПЬ ДЛЯ ЕГО
ОСУЩЕСТВЛЕНИЯ
(РИ)
14.
2135774
1999.08.27
МЕТАЛЛИЧЕСКАЯ АРОЧНАЯ ПОДАТЛИВАЯ
КРЕПЬ
(РИ)
15.
2132953
1999.07.10
СПОСОБ ПОДАТЛИВОГО УДЕРЖАНИЯ
НАГРУЗКИ И КРЕПЬ, ИСПОЛЬЗУЕМАЯ ПРИ
ЕГО ОСУЩЕСТВЛЕНИИ
(РИ)
16.
2112882
1998.06.10
КРЕПЬ ДЛЯ ОХРАНЫ ПОДГОТОВИТЕЛЬНЫХ
ВЫРАБОТОК
(РИ)
17.
2112140
1998.05.27
СПОСОБ КРЕПЛЕНИЯ ГОРНЫХ ВЫРАБОТОК
(РИ)
18.
2110689
1998.05.10
КРЕПЬ ШАХТНОГО СТВОЛА
(РИ)
19.
2101501
1998.01.10
СПОСОБ СОХРАНЕНИЯ ГОРНОЙ ВЫРАБОТКИ (РИ)
20.
2091590
1997.09.27
ГОФРИРОВАННЫЙ ПРОФИЛЬ ДЛЯ ГОРНОЙ
КРЕПИ И ГОРНАЯ КРЕПЬ
(РИ)
21.
2086769
1997.08.10
СПЕЦПРОФИЛЬ
(РИ)
22.
2083841
1997.07.10
УНИВЕРСАЛЬНАЯ ПОДАТЛИВАЯ РАМНАЯ
КРЕПЬ
(РИ)
23.
2078933
1997.05.10
КРЕПЬ МЕТАЛЛИЧЕСКАЯ ПАНЕЛЬНАЯ
(РИ)
24.
2065971
1996.08.27
СЕКЦИЯ МЕХАНИЗИРОВАННОЙ КРЕПИ
(РИ)
63

64.

25.
2065970
1996.08.27
СЕКЦИЯ МЕХАНИЗИРОВАННОЙ КРЕПИ
(РИ)
В Канаде, США ,Японии, Тайвани, Новой Зеландии , Китае широко используются изобретения проф дтн
ПГУПС А М Уздина и изобретателя организации «Сейсмофонд» при СПб ГАСУ Андреева Борис
Александровича фрикци –демпфирующмй демпфер для использования в горных выработках для податливых
крепий
Боле подробно сморите по ссылкам: Канада Монреаль Seismic Friction Damper Small Model
www.youtube.com/watch?v=YwwyXw7TRhA
Earthquake Protection
www.youtube.com/watch?v=GOkJIhVNUrY
www.youtube.com/watch?v=oT4Ybharsxo
Friction damper in single diagonal braced frame
A simple animation of how a friction damper works. As the elements move, the force in the damper is controlled
through friction and energy is dissipated as heat.
www.youtube.com/watch?v=I4YOheI-HWk
Seismic resistance GD Damper
Традиционные методы получили широкое распространение в различных
странах, подверженных сейсмической опасности, и являются
общепризнанными. Однако специальные методы сейсмозащиты во многих
случаях позволяют снизить затраты на усиление и повысить надежность
возводимых конструкций. В последние десятилетия в Японии. США. Новой
Зеландии, странах СНГ предложены десятки различных технических
решений специальной сейсмозащиты зданий и инженерных сооружений.
Многие из этих предложений реализованы на практике.
Классификация методов антисейсмического усиления
Общая классификация систем сейсмозащиты, по мнению авторов, может
быть демпфирующая сейсмозоляция, по изобретению Андреева Борис
Александровича № 165076 «Опора сейсмостойкая» В соответствии со
сложившейся терминологией в теории виброзащиты будем подразделять
специальную сейсмозащиту на активную (имеющую дополнительный
источник энергии) и пассивную.
Прилагаются маятниковые фрикци- демпфирующие опоры для зданий, сооружений, магистрального
трубопровода : Крестовидные , трубчатые, квадратные с упругопластическим шарниром ,
64

65.

энергопоглотители, используемые организацией «Сейсмофонд» при СПб ГАСУ для численного
моделирования в ПК SCAD систем энергопоглощения при взрывных воздействиях или землетрясениях ,
представлены в таблице Б.1.
Т а б л и ц а Б.1 — Фрикционно –демпфирующие энергопоглотители для энергопоглощения «нагрузкаперемещение», используемые для энергопоглощения взрывной и сдвиговых энергопоглотителей энергии
или поглотителей энергии для демпфирующей сейсмоизоляции
Энергопоглотитель квадратный трубчатый
Типы фрикционнодемпфирующих
энергопоглощающих
крестовидных, трубчатых,
Схемы энергопоглощающих
сдвиговых фрикционнодемпфирующих
энергопоглотителей в
Идеализированная
зависимость фрикционнодемпфирующей «нагрузки
для перемещения» (F-D)
Квадратный
телескопический
энергопоглотитель (
опора
сейсмостойкая)
F
F
D
D
F
с высокой
способностью к
поглощению
пиковых ускорений
F
D
F
D
F
Трубчатая
протяжная опора
на фрикционо –
подвижных
соединениях ФПС
D
F
D
F
D
D
F
F
F
D
D
D
F
F
F
D
DD
65
FF
F
D

66.

FF
DD
Крестовидная
повышенной
способности к
энергопоглощению
взрывной и
сейсмической
энергии
FF
F
F
DD
D
D
FF
F
F
Энергопоглощающие демпфирующие
Крестовидный маятниковый за
счет фрикци-болта
раскачивается при
смятии медного
обожженного
клина забитого в
пропиленный паз
болгаркой шпильки
DD
D
D
FF
F
F
DD
D
D
FF
F
F
DD
DD
Квадратный
пластический
шарнир –
ограничитель
перемещений , по
линии нагрузки
(ограничитель
перемещений
одноразовый)
FF
FF
DD
DD
F
FF
D
DD
Трубчатый упруго
пластичный й
шарнир –
ограничитель
перемещений , по
линии нагрузки
(одноразовый)
FF
DD
F
F
D
66
D

67.

D
Квадратная
(гармошка)
пластический
шарнир –
ограничитель
перемещений , по
линии нагрузки
(одноразовый)
Односторонний , по
линии или
направлению
нагрузки
F
D
F
D
67

68.

Рис Демпфирующая система сейсмоизоляции согласно изобретения № 165076
«Опора сейсмостойкая»
В данный момент существуют предложения по активной сейсмозащите.
включающей дополнительные источники энергии и элементы, регулирующие
работу этих источников, однако ее реализация требует значительных
затрат на устройство и эксплуатацию. Это исключает возможность
68

69.

широкого применения активной сейсмозащиты для строительных
конструкций. Ниже рассматриваются специальные методы пассивной
сейсмозащиты, не использующие дополнительных источников энергии. Эти
методы подразделяются на сейсмогашение и сейсмоизоляцию за счет фрикци
-демпфера СПб ГАСУ
69

70.

70

71.

71

72.

72

73.

73

74.

74

75.

75

76.

76

77.

77

78.

78

79.

Рис. 2 Показаны опоры сейсмостойкие по изобретению № 165076 «Опора
сейсмостойкая», которые могут использоваться как
выставки в раскосах для энергопоглощения при особых воздействия и при
землетрясении, аналогично использующие фирмой Guake Tek ink из
Монреаля ( Канада) , расчетных моделей- сдвиговых фрикционно
демпфирующих соединений рамных конструкций на основе изобретения
номер 165076 «Опора сейсмостойкая» и их программная реализация в SCADO
Offise
В системах сейсмогашения, включающих демпферы и динамические
гасители, механическая энергия колеблющейся конструкции переходит в
другие виды энергии, что приводит к демпфированию колебаний, или
перераспределяется от защищаемой конструкции к гасителю и описано в
изобретении СПб ГАСУ № 2010136746 «Способ защиты зданий сооружений
при взрыве с использованием сдвигоустойчивых и легко сбрасываемых
соединений, использующие систему демпфирования фрикционности и
сейсмоизоляцию для поглащения взрывной и сейсмической энергии» .
В системах сейсмоизоляции обеспечивается снижение механической
энергии, получаемой конструкцией от основания, путем отстройки частот
колебаний сооружения от преобладающих частот воздействия. Различают
адаптивные и стационарные системы сейсмоизоляции. В адаптивных
системах динамические характеристики сооружения необратимо меняются
в процессе землетрясения, «приспосабливаясь» к сейсмическому воздействию.
В стационарных системах динамические характеристики сохраняются в
процессе землетрясения.
Наибольшее распространение среди систем стационарной сейсмоизоляции
получили сейсмоизолирующие фундаменты на фрикционно-демпфирующей
сейсмоизоляции на основпе патента № 165076 «Опора сейсмотсойкая»,
которые достаточно широко применяются в отечественной и зарубежной
практике сейсмостойкого строительства.
79

80.

С позиции принятой классификации ниже приводится обзор методов
сейсмозащиты сооружений, выполненный на базе зарубежного и
отечественного опыта сейсмостойкого строительства.
Сейсмоизоляция зданий и сооружений
Идея сейсмоизоляции была реализована еще в средние века. Так, при
строительстве среднеазиатских минаретов в фундаменты укладывались
специальные «камышовые поясах» или подушки из сыпучего материала.
Однако теория сейсмоизоляции получила развитие только в последние 20-25
лет. Первые работы в этой области были направлены на снижение
инерционных сейсмических нагрузок путем снижения периода основного тона
колебаний сооружения. Рассмотрение нормативных графиков
коэффициентов динамичности, приведенных в нормах различных стран,
показывает, что амплитуды спектральных кривых по мере увеличения
периода собственных колебаний убывают. Это обстоятельство послужило
причиной многочисленных предложений, обеспечивающих низкочастотную
настройку сооружений вообще, и к применению разнообразных систем их
сейсмоизоляции в особенности.
Существующие системы сейсмоизоляции на основании принятой выше
классификации подразделяются на две группы:
• адаптивные
• стационарные
Причем стационарные системы могут иметь или не иметь возвращающую
силу, действующую на сейсмоизолированные части сооружения. Приведем,
некоторые конструктивные примеры, иллюстрирующие принцип работы
систем сейсмоизоляции.
Серьезной проблемой
при проектировании сооружений на упругих
опорах явилась сложность обеспечения их прочности при значительных
взаимных смещениях сейсмоизолированных частей фундамента. Это
послужило причиной широкого распространения фрикци-демпфирующих
маятниковых опора при сооружении
сейсмоизолируюших
80

81.

Необходимо отметить, что построенные фундаменты на фрикционно –
демпфирующей сейсмоизоляции, без ограничителй перемещений с
упругоплатическим шарниром этого типа не имеют специальных
демпфирующих устройств, и при длиннопериодных воздействиях силой более
8 баллов, согласно выполненным расчетам, возможно падение здания с опор.
81

82.

82

83.

83

84.

84

85.

85

86.

86

87.

Рисунок 3. Схема установки фрикци-демпфирующих антисейсмических опор
для сейсмозащиты зданий , сооружений , мостов фундамента подвесного
типа
Сейсмоизоляция на фрикци –демпфирующих опорах Бориса
Александровича Андреева ( изобретение № 165076 «Опора сейсмостойкая» .
обеспечивающая возвращающей силы, действующей на сейсмоизолированные
части конструкции, реализуется путем устройства скользящего пояса и
ограничителям перемещений с упругопластическим шарниром
Конструкция антисейсмической фрикционной опоры Андреева Бориса
Александровича по изобретению № 165076 «Опора сейсмостойкая» широв
используется в Тайване (Китай) при строительстве железнодорожных
мостов
Изобретателем Борис Александровичем Андреевым и инженерами СПб
ГАСУ,, организацией «Сейсмофонд»( ИНН 2014000780) , накоплен более чем
восьмилетний опыт по оценке сейсмостойкости, а также по разработке и
внедрению технических решений по обеспечению сейсмической защиты и
безопасности различного технологического оборудования, зданий,
сооружений, трубопроводов с фрикци-демпфером, по изобретению №
165076 «Опора сейсмостойкая» Бориса Андреева, широк использующего в г
Монреале (Канада)
Успешно внедрил фрикци –демпфирующий демпфер Андреева Борис Александрович . Внедрил
фрикци-демпфирующий демпфер , фирма Квакетека (Канада) , в аэропорту Монреаль ,( Канада )
Более подробно смотрите ссылку
Джоаквим Фразао Монреаль Канада
https://www.quaketek.com/products-services/
Friction damper for impact absorption https://www.youtube.com/watch?v=kLaDjudU0zg
Ingeniería Sísmica Básica explicada con marco didáctico QuakeTek
https://www.youtube.com/watch?v=aSZa-SaRBY&feature=youtu.be&fbclid=IwAR38bf6R_q1Pu2TVrudkGJvyPTh4dr4xpd1jFtB4CJK2HgfwmKYOsYtiV2Q
87

88.

Существует целый ряд зарубежных фирм, которые на основе
вышеуказанных принципов разрабатывают и изготавливают демпфирующие
сейсмоизолирующие системы (Канада, США, Тайвань, Новая Зеландия ,
Китай ) , очень разнообразной номенклатуры и высокого качества. В
последнее время был разработан и ряд вариантов отечественных
сейсмоизолирующих систем .
Сейсмоизолирующий фундамент с демпфирующей сейсмоизоляцией
является классическим примером сейсмоизоляции с последовательным
расположением упругих и демпфирующих элементов. При относительно
слабых воздействиях, когда горизонтальная нагрузка на опорную часть не
превосходит сил трения, система работает в линейной области; при
увеличении нагрузки сила трения преодолевается и происходит
проскальзывание фрикци-демпфера СПб ГАСУ При этом удается в
несколько раз снизить нагрузки на оборудование и здание, согласно расчетам
в ПК SCAD.
Несмотря на ряд достоинств сейсмоизолирующего фундамента с
использование фрикци-демпфирующей антисейсмической опоры
сейсмостойкой по изобретению № 165076 «Опора сейсмостойкая»
рассмотренная конструкция имеет ряд недостатков. Критический анализ
организации «Сейсмофонд» при СПб ГАСУ имеется, в том , что
антисейсмические фрикци-опоры надо отдельно испытывать на
строительном полигоне или в строительной лаборатории на сдвиговую
нагрузку и маятниковое качение, за счет фрикци-болта , куда в шпильку с
пропиленным пазом забиваться медный обожженный стопорный клин
В частности, отмечается, что выполненные теоретические расчеты в ПК
SCAD производились на высокочастотные воздействия, при этом взаимные
смещения фрикци – демпфирующей опоры не превосходили 5 см.
88

89.

Для снижения этих смещений встает необходимость увеличения сил
трения,за счет трения и использовать тонкий трос в оплетке , обмотанный
во круг трущихся поверхностей , как компенсаторе Сальникова ,между
трущиеся части трос в оплетке, что, в свою очередь, ведет к амортизации
колебаний и увеличивает эффективности работы фрикци –демпфирующей
антисейсмической маятниковой опоры СПб ГАСУ по изобретению №
165076 «Опора сейсмостойкая» , .
В качестве конструктивных недостатков антисейсмической фрикцидемпфирующей маятниковой опоры , следует отметить невозможность
избежать неравнолюрного давления на все опоры по периметру здания,
сооружения при строительстве на нескальных грунтах, отсутствие
средств регулирования сил трения, сложность смены прокладок из троса в
полимерной оплетке , между трущимися частями во время эксплуатации.
2. Адаптивные системы сейсмоизоляции на основе фрикци-демпфирующих
антисейсмических маятниковых опор
89

90.

Фиг 2 Фрики- демпфер и фрикционно- демпфирующая маятниковая опора для демпфирующее
сейсмоизоляции
90

91.

91

92.

Рис 3 Фрикци –демпфеп и фрикционно- демпфирующая опора, для демпфирующей сейсмоизоляции
Рис 4 Фрикци демпфер и фрикционно- демпфирующая опора маятникова , для демпфирующей
сейсмоизоляции
92

93.

Фрикционно –демпфирующая маятниковые сейсмонзолирующис опоры,
разработаны Андреевым Борис Александровичем
Рассмотренные выше примеры фрикци-демпфирующей сейсмоизоляции,
представляют собой системы, в которых динамические характеристики
сохраняются в процессе землетрясения. Наряду с этими решениями в
практике сейсмостойкого строительства получили распространение
адаптивные системы на основе фрикци-демпфирующий демпфер , по
изобриению проф дтн ПГУП Уздина А М №№ 1143895, 1168755, 1174616,
применяемее в Канаде (Монреаль),США, Японии .
В этих системах динамические характеристики сооружения необратимо
меняются в процессе землетрясения, «приспосабливаясь» к сейсмическому
воздействию. Особенности работы такой сейсмоизоляции детально
исследованы в работах А.М.Уздина .
93

94.

94

95.

95

96.

Прилагаем характеристики демпфирования Канадского фрикци -демпфера ( фрикционно демпфирующей
балочной ставки ) податливой балочной вставке энергопоглотитель Монреаль
силия MidStroke
Удар
.
_
Толщина
Приблизительный
^
96

97.

350
+ /- 7.0
Груз
Длина фрикционно –демпфирующего энергопогтителя Канадского
[ Кип [] в]
86-3/4 7.5
[В]
[В]
875
Вес [фунт]
325 + /- 6.580-3/47.5805275 + /- 5.572-1/27.5725250 + /- 5.066-1/27.5600225 + /- 4.560-1/47.5525175 + /- 3.5441/47425150 + /- 3.038-1/47350100 + /- 2.029-7/87250
50
+ /- 1.5
23-7/8 7
175
Боковая нагрузка по расчетной схеме Груз усилия [kN] Удар [mm] MidStroke Длина подвижности [mm]
Толщина швеллера [mm] Приблизительный
Вес Масса фрикционно –демпирующего энергпоголотеля Увлажнителя [» < g] 1500 + /- 175.022001853951400 +
/- 165.020501853651200 + /- 140.018501853301 100 + /- 125.016951852751000 + /- 115.01545185240800 + /90.01135185195650 + /- 75.0985175160450 + /- 50.0780175115250 + /- 35.063017580
ПРИМЕЧАНИЯ СПб ГАСУ и организации «Сейсмофонд»:
Типовая нагрузка по расчет SCAD для усилий, величины нагрузки для фрикционно - демпфирующей
энергопоглощающей балочной вставки согласно нагрузки при особых воздействиях или землетрясениях
На таблице показаны расчетные нагрузки для каркасных зданий и показываются как примеры, и фактические
сейсмическая возможная нагрузка особых воздействий или землетрясения на фрикционно –демпфирующею
энергопоглощающею вставку при заказе у организации «Сейсмофонд» при СПб ГАСУ в зависимости от
определенных проектных и конструктивных требований (строительных) согласно расчетной схемы в ПК SCAD (
нагрузки на раскосы при перемещении стальной или железобетонной рамы, каркаса
Максимальная длина - скольжение ( смещения ) сдвиг Сила удара и минимальная длина - rmdslroke - удар ength
Много элементов может быть настроен, для examp e увлажнитель может быть сварен или bolted в конец, связи
могут быть приспособлены.
Установка детали типа номера(числа) mountirg задвижек или подноса размера булавки изменяется в зависимости
от силы стали, используемой для повышающейся пластины или клина
Полная толщина может быть уменьшена чтобы до расчетной по SCAD в пределах расчетного сдвига сила
сжатия должна равна силе удержания трением N= Т
ЗЕМЛЕТРЯСЕНИЕ
Двигающаяся зона, требуемые, чтобы позволить ' движение фрикционно –демпфирующего скользить и
поглощать энергию с демпфированием , которую нужно отрегулировать по изобретениям проф дтн ПГУПС
Уздина А М №№ 1143895, 1168755, 1174616 во время моделирования в ПК SCAD средства обслуживания.
97

98.

98

99.

99

100.

100

101.

По результатам расчетных и экспериментальных исследований фрикцидемпферов и фрикци –демпфирующей сейсмоизоляцией для зданий ,
сооружений, технологического оборудования, трубопроводов для
сейсмоопасных районов, изобретатель Андреев Борис Александрович и
преподаватели СПб ГАСУ, совместно с организацией «Сейсмофонд» (ОГРН
1022000000824) разработаны специальные технические условия (СТУ), что
дает гарантии , на гарантированное обеспечение требуемой
сейсмостойкости.
Прилагаем формулу изобретения № 2010136746 , опубликовано 20.01.2013 «Способ защиты зданий и
сооружений при взрыве с использованием сдвигоустойчивых и легко сбрасываемых соединений, использующие
систему демпфирования фрикционности и сейсмоизоляцию для поглощения взрывной и сейсмической энергии"
Более подробно об энергопоглатителях пиковых ускорений для рамных узлов зданий, сооружений, дорожного
предохранительного ограждения, высокой степени энергопоглощения – предохранительных дорожных барьеров,
ограждений удерживающих для автодорог, можно ознакомится на зарубежных сайтах США, Канады, Японии,
Китай.
101

102.

102

103.

103

104.

104

105.

Конструктивный пример этой системыфрикци-демпфирующей
сейсмоизоляции представлен на рис. 7.
В нижней части здания между несущими стойками нижнего этажа
установлены ограничители перемещений с упругоплатическим шарниром из
фрикци –демпфирующих антисейсмических опор , включающиеся при
интенсивных сейсмических воздействиях, когда в спектре воздействия
преобладают периоды, равные или близкие к периоду свободных колебаний
сооружения. После отключения ограничителей перемещений , частота
свободных колебаний падает, период колебаний увеличивается, происходит
снижение сейсмической нагрузки. При низкочастотном воздействии период
собственных колебаний здания с ограничителями перемещений значительно
ниже величин преобладающих периодов колебаний грунта, поэтому
резонансные явления проявляются слабо и фрикционно-демпфирующая
антисейсмическая маятниковая опора сейсмостойкая не разрушаются , до
конца, а скользит пот тросу в полимерной оплетке .
105

106.

Применение ограничителей перемещений из фрикци-демпфирующих
опора изготовленный с упругоплатическим шарниром , по линии нагрузки
наиболее эффективно в том случае, когда уверенно прогнозируется
частотный состав ожидаемого сейсмического воздействия.
В качестве недостатков необходимо отметить, что после разрушения
упругоплатических ограничителей перемещений ( по линии нагрузке –
гормошка смотри ) во время землетрясения необходимо их восстановление,
что не всегда практически осуществимо.
Кроме того, как известно, в некоторых случаях в процессе землетрясения в
его заключительной стадии происходит снижение преобладающей частоты
воздействия. Вследствие этого возможно возникновение вторичного
резонанса и потеря несущей способности конструкций здания. В этом случае
требуется применение конструктивных мероприятий и использовать
фрикци-демпфирующие демпферы Бориса Александровича Андреева по
изобретению № 165076 «Опора сейсмостокая» с пропилом болгарко в
шахматном порядке ослаблений опоры – «гормошка» , что приводит к
допопнитепьным затратам на строительство.
Выводы
Обычные мероприятия по сейсмозащите зданий и сооружений сводятся в
основном к повышению несущей способности элементов и конструкций, за
счет использования фрикци –демпфирующего демпфера и фрикцидемпфирующей сейсмоизоляци СПб ГАСУ .
Такая сейсмозащита осуществляется в соответствии со строительными
нормами «Строительство в сейсмических районах» . При этом выполняемые
мероприятия не снижают сейсмических нагрузок на здания и сооружения, а
только их учитывают.
В настоящей статье были аналитически рассмотрены современные
методы сейсмоизоляции зданий и сооружений с использованием фрикцидемпфирующих демпферов и врикци-демпфирующей сейсмоизоляции . Многие
из представленных моделей фрикци-демпфирующих демпферов и фрикцидемпфирующей сейсмоизляции , требуют дальнейших корректировок в
106

107.

расчетах и проектировании, теоретических и практических испытаний .
Так. при проектировании зданий, оснащенных фрикционно-демпфирующей
сейсмоизоляцией,фрикци- демпферами, ограничителями перемещений в виде
упругоплатических опор «гормошка» , ограничивабщие пермешщение по
линии нагрузки , работа необходимо, помимо спектрального расчета,
выполнять прямой динамический расчет с использованием инструментально
зарегистрированных акселерограмм в ПK SCAD , что. в свою очередь,
повышает требования к сейсмологическим прогнозам для площадки
строительства.
Расчеты, выполненные Б.А.Андреевым , показали, что относительные
горизонтальные сейсмические перемещения перекрытий в
сейсмоизолированных зданиях существенно ниже, чем в неизолированных
зданиях. Соответственно. повреждения при сильных землетрясениях в
сейсмоизолированных зданиях значительно ниже, чем зданий
неизолированных. Существенно ниже экономические потери. Применение
сейсмических фрики –демпфирующих демпферов, и фрикци-демпфирующей
сейсмоизоляции по изобретению № 165076 «Опора сейсмостойкая»
усиливает положительные эффекты.
Таким образом, применение антисейсмической сейсмоизоляции на основе
фрики-демпфирующих маятниковых опора по изобретению № 165076 «Опора
сейсмостойкая» и сеймогашения ограничителями перемещений в виде
«гормошки» при правильном проектировании может значительно повысить
такие характеристики как:
• надежность зданий при использовании фрикци-демпфирующих демпферов и
фрикуионно-демпфирующей сейсмоизоляцией магистральных трубопроводов
• сохранность и надежность оборудования, магиатрльных трубопроводов :
• экономические показатели зданий, сооружений, магистальных
трубопроводов ;
• отсутствие необходимости восстановительных работ после сильных
землетрясений:
• комфорт для жителей из-за частичного разрушения исключающих
прогрессирующее , лавинообразных обрушений задания, магистрального
тркбопровода .
Прилагается пример расчета , математического моделирования, испытание демпфирующей сесмоизоляции, для
зданий , сооружений , трубопроводов в ПК SCAD сейсмоизолирующей и на энергопоглощающих маятниковых порах
СПб ГАСУ
107

108.

Геометрические характеристики схемы испытания трубопроводов в ПК SCAD
Нагрузки приложенные на схему
Результата расчета
Эпюры усилий
108

109.

Вывод : Фасонки - накладки прошли проверку прочности по первой и второй группе предельных состояний.
РАСЧЕТНАЯ СХЕМА УЗЛА, с вертикальными фасонками для трубопроводов
Геометрические характеристики схемы
Нагрузки приложенные на схему
Результата расчета
Эпюры усилий
109

110.

Геометрические характеристики схемы
РАСЧЕТНАЯ СХЕМА для магистрального трубопровода
110

111.

Нагрузки приложенные на схему
Результата расчета
Эпюры усилий
«N»
«Му»
111

112.

«Qz»
«Qy»
Деформации
112

113.

Коэффициент использования профилей
113

114.

1,0
1,0
1,0
1,0
1,0
0,04
0,04
-0,03
-0,02
0,02
-0,02
-0,02
0,02
-0,06
-0,01
-1,0
0,05 0
0
-5,06
5,0
1
-0,01
-0,01 0 0
1
1
1
0 0 0
0
1
1
11
5,0
-5,06
11
00
00
0,05 0 0
1
-14,09
0
0,03
11
0,03
11
0
44
-0,0
0,0
22
,0,0
0-0
0 0 0
00
00
0
00
00
-14,09
44
-0,0
0,0
22
,0,0
0-0
-0,01 0 0
00
00
-0,01
1
1
1
Прилагаем заявку на изобретение Андреева Борис Ивановича для крепления
фрикци-демпфирующих опор для демпфирования рамных узлов
металлического каркаса или конструкций
Антисейсмическое фланцевое фрикционно -подвижное соединение трубопроводов
F 16 L 23/02 F 16 L 51/00
114

115.

Андреев Борис Александрович
Реферат
Техническое решение относится к области строительства магистральных трубопроводов и
предназначено для защиты шаровых кранов и трубопровода от возможных вибрационных ,
сейсмических и взрывных воздействий Конструкция фрикци -болт выполненный из латунной
шпильки с забитым медным обожженным клином позволяет обеспечить надежный и быстрый
погашение сейсмической нагрузки при землетрясении, вибрационных воздействий от
железнодорожного и автомобильного транспорта и взрыве .Конструкция фрикци -болт, состоит их
латунной шпильки , с забитым в пропиленный паз медного клина, которая жестко крепится на
фланцевом фрикционно- подвижном соединении (ФФПС) . Кроме того между энергопоглощающим
клином вставляются свинцовые шайбы с двух сторон, а латунная шпилька вставляется ФФПС с
медным обожженным клином или втулкой ( на чертеже не показана) 1-9 ил.
Описание изобретения Антисейсмическое фланцевое фрикционно -подвижное соединение трубопроводов
Аналоги : Патент Великобритании № 1260143, кл. F 2 G, фиг. 2, 1972, Бергер И. А. и др. Расчет на прочность
деталей машин. М., «Машиностроение», 1966, с. 491. (54) (57) 1.
Антисейсмическое фланцевое фрикционно -подвижное соединение трубопроводов
Предлагаемое техническое решение предназначено для защиты шаровых кранов и трубопроводов от сейсмических
воздействий за счет использования фрикционное- податливых соединений. Известны фрикционные соединения для защиты
объектов от динамических воздействий. Известно, например, болтовое фланцевое соединение , патент RU №1425406, F16 L
23/02.
Соединение содержит металлические тарелки и прокладки. С увеличением нагрузки происходит взаимное демпфирование
колец -тарелок.
Взаимное смещение происходит до упора фланцевого фрикционно подвижного соединения (ФФПС), при импульсных
растягивающих нагрузках при многокаскадном демпфировании, которые работают упруго.
Недостатками известного решения являются: ограничение демпфирования по направлению воздействия только по
горизонтали и вдоль овальных отверстий; а также неопределенности при расчетах из-за разброса по трению. Известно также
устройство для фрикционного демпфирования и антисейсмических воздействий, патент SU 1145204, F 16 L 23/02
Антивибрационное фланцевое соединение трубопроводов Устройство содержит базовое основание, нескольких сегментов
-пружин и несколько внешних пластин. В сегментах выполнены продольные пазы. Сжатие пружин создает демпфирование
Таким образом получаем фрикционно -подвижное соединение на пружинах, которые выдерживает сейсмические нагрузки
но, при возникновении динамических, импульсных растягивающих нагрузок, взрывных, сейсмических нагрузок,
превышающих расчетные силы трения в сопряжениях, смещается от своего начального положения, при этом сохраняет
трубопровод без разрушения.
Недостатками указанной конструкции являются: сложность конструкции и дороговизна, из-за наличия большого количества
сопрягаемых трущихся поверхностей и надежность болтовых креплений с пружинами
Целью предлагаемого решения является упрощение конструкции, уменьшение количества сопрягаемых трущихся
поверхностей до одного или нескольких сопряжений в виде фрикци -болта , а также повышение точности расчета при
использования фрикци- болтовых демпфирующих податливых креплений для шаровых кранов и трубопровода.
Сущность предлагаемого решения заключается в том, что с помощью подвижного фрикци –болта с пропиленным пазом, в
который забит медный обожженный клин, с бронзовой втулкой (гильзой) и свинцовой шайбой , установленный с
возможностью перемещения вдоль оси и с ограничением перемещения за счет деформации трубопровода под действием
запорного элемента в виде стопорного фрикци-болта с пропиленным пазом в стальной шпильке и забитым в паз медным
обожженным клином.
115

116.

Фрикционно- подвижные соединения состоят из демпферов сухого трения с использованием латунной втулки или
свинцовых шайб) поглотителями сейсмической и взрывной энергии за счет сухого трения, которые обеспечивают смещение
опорных частей фрикционных соединений на расчетную величину при превышении горизонтальных сейсмических нагрузок от
сейсмических воздействий или величин, определяемых расчетом на основные сочетания расчетных нагрузок, сама опора при
этом начет раскачиваться за счет выхода обожженных медных клиньев, которые предварительно забиты в пропиленный паз
стальной шпильки.
Фрикци-болт, является энергопоглотителем пиковых ускорений (ЭПУ), с помощью которого, поглощается взрывная,
ветровая, сейсмическая, вибрационная энергия. Фрикци-болт снижает на 2-3 балла импульсные растягивающие нагрузки
при землетрясении и при взрывной, ударной воздушной волне. Фрикци –болт повышает надежность работы оборудования,
сохраняет каркас здания, моста, ЛЭП, магистрального трубопровода, за счет уменьшения пиковых ускорений, за счет
использования протяжных фрикционных соединений, работающих на растяжение на фрикци- болтах, установленных в
длинные овальные отверстия с контролируемым натяжением в протяжных соединениях согласно ТКП 45-5.04-274-2012
(02250) п. 10.3.2 стр. 74 , Минск, 2013, СП 16.13330.2011,СНиП II-23-81* п. 14.3- 15.2.
Изобретение относится к машиностроению, а именно к соединениям трубчатых элементов
Цель изобретения расширение области использования соединения в сейсмоопасных районах .
На чертеже показано предлагаемое соединение, общий вид.
Соединение состоит из фланцев и латунного фрикци -болтов , гаек , свинцовой шайб, медных втулок -гильз
Фланцы выполнены с помощью латунной шпильки с пропиленным пазом куж забивается медный обожженный клин и
снабжен энергопоглощением .
Сущность предлагаемой конструкции поясняется чертежами, где на фиг.1 изображен фрикционных соединениях с контрольным
натяжением стопорный (тормозной) фрикци –болт с забитым в пропиленный паз стальной шпильки обожженным медным стопорным клином;
на фиг.2 изображена латунная шпилька фрикци-болта с пропиленным пазом
на фиг.3 изображен фрагмент о медного обожженного клина забитого в латунную круглую или квадратную латунную шпильку
на фиг. 4 изображен фрагмент установки медного обожженного клина в подвижный компенсатор ( на чертеже компенсатор на показан )
Цифрой 5 обозначен пропитанный антикоррозийными составами трос в пять обмотанный витков вокруг трубы . что бы исключить
вытекание нефти или газа из магистрального трубопровода при многокаскадном демпфировании)
фиг. 6 изображен сам узел фрикционно -подвижного соединения на фрикци -болту на фрикционно-подвижных протяжных соединениях
фиг.7 изображен шаровой кран соединенный на фрикционно -подвижных соединениях , фрикци-болту с магистральным трубопроводом на
фланцевых соединениях
фиг. 8 изображен Сальникова компенсатор на соединениях с фрикци -болтом фрикционно-подвижных соединений
фиг 9 изображен компенсатор Сальникова на антисейсмических фрикционо-подвижных соединениях с фрикци- болтом
Антисейсмический виброизоляторы выполнены в виде латунного фрикци -болта с пропиленным пазом , куда забивается
стопорный обожженный медный, установленных на стержнях фрикци- болтов Медный обожженный клин может быть также
установлен с двух сторон крана шарового
Болты снабжены амортизирующими шайбами из свинца: расположенными в отверстиях фланцев.
Однако устройство в равной степени работоспособно, если антисейсмическим или виброизолирующим является медный
обожженный клин .
Гашение многокаскадного демпфирования или вибраций, действующих в продольном направлении, осуществляется
смянанием с энергопоглощением забитого медного обожженного клина
Виброизоляция в поперечном направлении обеспечивается свинцовыми шайбами , расположенными между цилиндрическими
выступами . При этом промежуток между выступами, должен быть больше амплитуды колебаний вибрирующего трубчатого
элемента, Для обеспечения более надежной виброизоляции и сейсмозащиты шарового кран с трубопроводом в поперечном
направлении, можно установить медный втулки или гильзы ( на чертеже не показаны), которые служат амортизирующие
дополнительными упругими элементы
Упругими элементами , одновременно повышают герметичность соединения, может служить стальной трос ( на чертеже не
показан) .
116

117.

Устройство работает следующим образом.
В пропиленный паз латунно шпильки, плотно забивается медный обожженный клин , который является амортизирующим
элементом при многокаскадном демпфировании .
Латунная шпилька с пропиленным пазом , располагается во фланцевом соединении , выполненные из латунной шпильки с
забиты с одинаковым усилием медный обожженный клин , например латунная шпилька , по названием фрикци-болт .
Одновременно с уплотнением соединения оно выполняет роль упругого элемента, воспринимающего вибрационные и
сейсмические нагрузки. Между выступами устанавливаются также дополнительные упругие свинцовые шайбы , повышающие
надежность виброизоляции и герметичность соединения в условиях повышенных вибронагрузок и сейсмонагрузки и
давлений рабочей среды.
Затем монтируются подбиваются медный обожженные клинья с одинаковым усилием , после чего производится стягивание
соединения гайками с контролируемым натяжением .
В процессе стягивания фланцы сдвигаются и сжимают медный обожженный клин на строго определенную величину,
обеспечивающую рабочее состояние медного обожженного клина . свинцовые шайбы применяются с одинаковой жесткостью
с двух сторон .
Материалы медного обожженного клина и медных обожженных втулок выбираются исходя из условия, чтобы их жесткость
соответствовала расчетной, обеспечивающей надежную сейсмомозащиту и виброизоляцию и герметичность фланцевого
соединения трубопровода и шаровых кранов.
Наличие дополнительных упругих свинцовых шайб ( на чертеже не показаны) повышает герметичность соединения и
надежность его работы в тяжелых условиях вибронагрузок при многокаскадном демпфировании
Жесткость сейсмозащиты и виброизоляторов в виде латунного фрикци -болта определяется исходя из, частоты
вынужденных колебаний вибрирующего трубчатого элемента с учетом частоты собственных колебаний всего соединения по
следующей формуле:
Виброизоляция и сейсмоизоляция обеспечивается при условии, если коэффициент динамичности фрикци -болта будет
меньше единицы.
Формула
Антисейсмическое фланцевое фрикционно -подвижное соединение трубопроводов
Антисейсмическое ФЛАНЦЕВОЕ фрикционно -подвижное СОЕДИНЕНИЕ ТРУБОПРОВОДОВ, содержащее крепежные
элементы, подпружиненные и энергопоглощающие со стороны одного из фланцев, амортизирующие в виде латунного
фрикци -болта с пропиленным пазом и забитым медным обожженным клином с медной обожженной втулкой или гильзой ,
охватывающие крепежные элементы и установленные в отверстиях фланцев, и уплотнительный элемент, фрикци-болт ,
отличающееся тем, что, с целью расширения области использования соединения, фланцы выполнены с помощью
энергопоглощающего фрикци -болта , с забитым с одинаковым усилием медным обожженным клином расположенными во
фланцевом фрикционно-подвижном соединении (ФФПС) , уплотнительными элемент выполнен в виде свинцовых тонких
шайб , установленного между цилиндрическими выступами фланцев, а крепежные элементы подпружинены также на участке
между фланцами, за счет протяжности соединения по линии нагрузки, а между медным обожженным энергопоголощающим
клином, установлены тонкие свинцовые или обожженные медные шайбы, а в латунную шпильку устанавливается тонкая
медная обожженная гильза или втулка .
Фиг 1
117

118.

Фиг 2
Фиг 3
Фиг 4
Фиг 5
Фиг 6
118

119.

Фиг 7
Фиг 8
Фиг 9
Приложение к расчету модели сдвиговых фрикционно демпфирующих
соединений рамных конструкций на основе изобретения номер 165076
«Опора сейсмостойкая» и их программная реализация в SCADO Offise и
изобретение опора сейсмостойкая стал фрикцонно-демпфирующей с
пластическим шарниром фрикци-болтом с пропиленным пазов , куда
забивается медный обожженный клин для демпфирования
ОПОРА СЕЙСМОСТОЙКАЯ 165 076
119

120.

РОССИЙСКАЯ
ФЕДЕРАЦИЯ
(19)
RU
(11)
ФЕДЕРАЛЬНАЯ
(13)
СЛУЖБА
ПО
ИНТЕЛЛЕКТУАЛЬНОЙ U1
СОБСТВЕННОСТИ (51) МПК
E04H
9/02 (2006.01)
(12) ОПИСАНИЕ ПОЛЕЗНОЙ МОДЕЛИ К ПАТЕНТУ
прекратил действие, но может быть восстановлен
Статус:
(последнее изменение статуса: 07.06.2017)
(21)(22) Заявка: 2016102130/03,
22.01.2016
(24) Дата начала отсчета срока
действия патента:
22.01.2016
Приоритет(ы):
(22) Дата подачи заявки: 22.01.2016
165 076
(72) Автор(ы):
Андреев Борис Александрович (RU),
Коваленко Александр Иванович (RU)
(73) Патентообладатель(и):
Андреев Борис Александрович (RU),
Коваленко Александр Иванович (RU)
(45) Опубликовано: 10.10.2016 Бюл.
№ 28
Адрес для переписки:
197371, Санкт-Петербург, 190005,
СПб, 2-я Красноармейская дом 4
СПб ГАСУ
(54) ОПОРА СЕЙСМОСТОЙКАЯ
(57) Реферат:
165 076
Опора сейсмостойкая предназначена для защиты объектов от сейсмических
воздействий за счет использования фрикцион но податливых соединений. Опора
состоит из корпуса в котором выполнено вертикальное отверстие охватывающее
цилиндрическую поверхность щтока. В корпусе, перпендикулярно вертикальной оси,
выполнены отверстия в которых установлен запирающий калиброванный болт. Вдоль
оси корпуса выполнены два паза шириной <Z> и длиной <I> которая превышает
длину <Н> от торца корпуса до нижней точки паза, выполненного в штоке. Ширина
120

121.

паза в штоке соответствует диаметру калиброванного болта. Для сборки опоры што к
сопрягают с отверстием корпуса при этом паз штока совмещают с поперечными
отверстиями корпуса и соединяют болтом, после чего одевают гайку и затягивают до
заданного усилия. Увеличение усилия затяжки приводит к уменьшению
зазора<Z>корпуса, увеличению сил трения в сопряжении корпус-шток и к
увеличению усилия сдвига при внешнем воздействии. 4 ил.
Предлагаемое техническое решение предназначено для защиты сооружений,
объектов и оборудования от сейсмических воздействий за счет использования
фрикционно податливых соединений. Известны фрикционные соединения для защиты
объектов от динамических воздействий. Известно, например Болтовое соединение
плоских деталей встык по Патенту RU 1174616, F15B 5/02 с пр. от 11.11.1983.
Соединение содержит металлические листы, накладки и прокладки. В листах,
накладках и прокладках выполнены овальные отверстия через которые пропущены
болты, объединяющие листы, прокладки и накладки в пакет. При малых
горизонтальных нагрузках силы трения между листами пакета и болтами не
преодолеваются. С увеличением нагрузки происходит взаимное проскальзывание
листов или прокладок относительно накладок контакта листов с меньшей
шероховатостью. Взаимное смещение листов происходит до упора болтов в края
овальных отверстий после чего соединения работают упруго. После того как все болты
соединения дойдут до упора в края овальных отверстий, соединение начинает работать
упруго, а затем происходит разрушение соединения за счет смятия листов и среза
болтов. Недостатками известного являются: ограничение демпфирования по
направлению воздействия только по горизонтали и вдоль овальных отверстий; а также
неопределенности при расчетах из-за разброса по трению. Известно также Устройство
для фрикционного демпфирования антиветровых и антисейсмических воздействий по
Патенту TW 201400676 (A)-2014-01-01. Restraint anti-wind and anti-seismic friction
damping device, E04B 1/98, F16F 15/10. Устройство содержит базовое основание,
поддерживающее защищаемый объект, нескольких сегментов (крыльев) и несколько
внешних пластин. В сегментах выполнены продольные пазы. Трение демпфирования
создается между пластинами и наружными поверхностями сегментов.
Перпендикулярно вертикальной поверхности сегментов, через пазы, проходят
запирающие элементы - болты, которые фиксируют сегменты и пластины друг
относительно друга. Кроме того, запирающие элементы проходят через блок
поддержки, две пластины, через паз сегмента и фиксируют конструкцию в заданном
положении. Таким образом получаем конструкцию опоры, которая выдерживает
ветровые нагрузки но, при возникновении сейсмических нагрузок, превышающих
расчетные силы трения в сопряжениях, смещается от своего начального положения,
при этом сохраняет конструкцию без разрушения.
Недостатками указанной конструкции являются: сложность конструкции и
сложность расчетов из-за наличия большого количества сопрягаемых трущихся
поверхностей.
121

122.

Целью предлагаемого решения является упрощение конструкции, уменьшение
количества сопрягаемых трущихся поверхностей до одного сопряжения отверстие
корпуса - цилиндр штока, а также повышение точности расчета.
Сущность предлагаемого решения заключается в том, что опора сейсмостойкая
выполнена из двух частей: нижней - корпуса, закрепленного на фундаменте и верхней штока, установленного с возможностью перемещения вдоль общей оси и с
возможностью ограничения перемещения за счет деформации корпуса под действием
запорного элемента. В корпусе выполнено центральное отверстие, сопрягаемое с
цилиндрической поверхностью штока, и поперечные отверстия (перпендикулярные к
центральной оси) в которые устанавливают запирающий элемент-болт. Кроме того в
корпусе, параллельно центральной оси, выполнены два открытых паза, которые
обеспечивают корпусу возможность деформироваться в радиальном направлении. В
теле штока, вдоль центральной оси, выполнен паз ширина которого соответствует
диаметру запирающего элемента (болта), а длина соответствует заданному
перемещению штока. Запирающий элемент создает нагрузку в сопряжении штокотверстие корпуса, а продольные пазы обеспечивают возможность деформации
корпуса и «переход» сопряжения из состояния возможного перемещения в состояние
«запирания» с возможностью перемещения только под сейсмической нагрузкой. Длина
пазов корпуса превышает расстояние от торца корпуса до нижней точки паза в штоке.
Сущность предлагаемой конструкции поясняется чертежами, где на фиг. 1 изображен
разрез А-А (фиг. 2); на фиг. 2 изображен поперечный разрез Б-Б (фиг. 1); на фиг. 3
изображен разрез В-В (фиг. 1); на фиг. 4 изображен выносной элемент 1 (фиг. 2) в
увеличенном масштабе.
Опора сейсмостойкая состоит из корпуса 1 в котором выполнено вертикальное
отверстие диаметром «D», которое охватывает цилиндрическую поверхность штока 2
например по подвижной посадке H7/f7. В стенке корпуса перпендикулярно его оси,
выполнено два отверстия в которых установлен запирающий элемент - калиброванный
болт 3. Кроме того, вдоль оси отверстия корпуса, выполнены два паза шириной «Z» и
длиной «I». В теле штока вдоль оси выполнен продольный глухой паз длиной «h»
(допустмый ход штока) соответствующий по ширине диаметру калиброванного болта,
проходящего через этот паз. При этом длина пазов «I» всегда больше расстояния от
торца корпуса до нижней точки паза «Н». В нижней части корпуса 1 выполнен фланец
с отверстиями для крепления на фундаменте, а в верхней части штока 2 выполнен
фланец для сопряжения с защищаемым объектом. Сборка опоры заключается в том,
что шток 2 сопрягается с отверстием «D» корпуса по подвижной посадке. Паз штока
совмещают с поперечными отверстиями корпуса и соединяют калиброванным болтом
3, с шайбами 4, с предварительным усилием (вручную) навинчивают гайку 5, скрепляя
шток и корпус в положении при котором нижняя поверхность паза штока контактирует
с поверхностью болта (высота опоры максимальна). После этого гайку 5 затягивают
тарировочным ключом до заданного усилия. Увеличение усилия затяжки гайки (болта)
приводит к деформации корпуса и уменьшению зазоров от «Z» до «Z1» в корпусе, что
в свою очередь приводит к увеличению допустимого усилия сдвига (усилия трения) в
122

123.

сопряжении отверстие корпуса - цилиндр штока. Величина усилия трения в
сопряжении корпус-шток зависит от величины усилия затяжки гайки (болта) и для
каждой конкретной конструкции (компоновки, габаритов, материалов, шероховатости
поверхностей, направления нагрузок и др.) определяется экспериментально. При
воздействии сейсмических нагрузок превышающих силы трения в сопряжении корпусшток, происходит сдвиг штока, в пределах длины паза выполненного в теле штока, без
разрушения конструкции.
Формула полезной модели
Опора сейсмостойкая, содержащая корпус и сопряженный с ним подвижный узел,
закрепленный запорным элементом, отличающаяся тем, что в корпусе выполнено
центральное вертикальное отверстие, сопряженное с цилиндрической поверхностью
штока, при этом шток зафиксирован запорным элементом, выполненным в виде
калиброванного болта, проходящего через поперечные отверстия корпуса и через
вертикальный паз, выполненный в теле штока и закрепленный гайкой с заданным
усилием, кроме того в корпусе, параллельно центральной оси, выполнено два
открытых паза, длина которых, от торца корпуса, больше расстояния до нижней точки
паза штока.
123

124.

СПОСОБ ЗАЩИТЫ ЗДАНИЯ И СООРУЖЕНИЯ ПРИ ВЗРЫВЕ С ИСПОЛЬЗОВАНИЕМ
СДВИГОУСТОЙЧИВЫХ И ЛЕГКОСБРАСЫВАЕМЫХ СОЕДИНЕНИЙ, ИСПОЛЬЗУЮЩИЕ СИСТЕМУ
ДЕМПФИРОВАНИЯ ФРИКЦИОННОСТИ И СЕЙСМОИЗОЛЯЦИЮ ДЛЯ ПОГЛОЩЕНИЯ ВЗРЫВНОЙ И
СЕЙСМИЧЕСКОЙ ЭНЕРГИИ
2010136746
РОССИЙСКАЯ ФЕДЕРАЦИЯ
ФЕДЕРАЛЬНАЯ СЛУЖБА
ПО ИНТЕЛЛЕКТУАЛЬНОЙ СОБСТВЕННОСТИ
(19)
RU 2010136746
(11)
124

125.

2010 136 746
(13)
A
(51) МПК
E04C 2/00 (2006.01)
(12)
ЗАЯВКА НА ИЗОБРЕТЕНИЕ
Состояние делопроизводства: Экспертиза завершена (последнее изменение статуса: 02.10.2013)
(21)(22) Заявка: 2010136746/03, 01.09.2010
Приоритет(ы):
(22) Дата подачи заявки: 01.09.2010
(43) Дата публикации заявки: 20.01.2013 Бюл. № 2
Адрес для переписки:
443004, г.Самара, ул.Заводская, 5, ОАО
"Теплант"
(71) Заявитель(и):
Открытое акционерное общество "Теплант" (RU)
(72) Автор(ы):
Подгорный Олег Александрович (RU),
Акифьев Александр Анатольевич (RU),
Тихонов Вячеслав Юрьевич (RU),
Родионов Владимир Викторович (RU),
Гусев Михаил Владимирович (RU),
Коваленко Александр Иванович (RU)
(54) СПОСОБ ЗАЩИТЫ ЗДАНИЯ И СООРУЖЕНИЯ ПРИ ВЗРЫВЕ С ИСПОЛЬЗОВАНИЕМ
СДВИГОУСТОЙЧИВЫХ И ЛЕГКОСБРАСЫВАЕМЫХ СОЕДИНЕНИЙ, ИСПОЛЬЗУЮЩИЕ СИСТЕМУ
ДЕМПФИРОВАНИЯ ФРИКЦИОННОСТИ И СЕЙСМОИЗОЛЯЦИЮ ДЛЯ ПОГЛОЩЕНИЯ ВЗРЫВНОЙ И
СЕЙСМИЧЕСКОЙ ЭНЕРГИИ
(57) Формула изобретения
1. Способ защиты здания от разрушений при взрыве или землетрясении, включающий
выполнение проема/проемов рассчитанной площади для снижения до допустимой величины
взрывного давления, возникающего во взрывоопасных помещениях при аварийных внутренних
взрывах, отличающийся тем, что в объеме каждого проема организуют зону, представленную в
виде одной или нескольких полостей, ограниченных эластичным огнестойким материалом и
установленных на легкосбрасываемых фрикционных соединениях при из быточном давлении
воздухом и землетрясении, при этом обеспечивают плотную посадку полости/полостей во всем
объеме проема, а в момент взрыва и землетрясения под действием взрывного давления
обеспечивают изгибающий момент полости/полостей и осуществляют их в ыброс из проема и
соскальзывают с болтового соединения за счет ослабленной подпиленной гайки.
2. Способ по п.1, отличающийся тем, что «сэндвич»-панели, щитовые панели смонтированы на
высокоподатливых с высокой степенью подвижности фрикционных, скользящих соединениях с
сухим трением с включением в работу фрикционных гибких стальных затяжек диафрагм
жесткости, состоящих из стальных регулируемых натяжений затяжек сухим трением и
повышенной подвижности, позволяющие перемещаться перекрытиям и «сэндвич»-панелям в
горизонтали в районе перекрытия 115 мм, т.е. до 12 см, по максимальному отклонению от
вертикали 65 мм, т.е. до 7 см (подъем пятки на уровне фундамента), не подвергая разрушению и
обрушению конструкции при аварийных взрывах и сильных землетрясениях.
3. Способ по п.2, отличающийся тем, что каждая «сэндвич»-панель крепится на
сдвигоустойчивых соединениях со свинцовой, медной или зубчатой шайбой, которая распределяет
одинаковое напряжение на все четыре-восемь гаек и способствует одновременному поглощению
125

126.

сейсмической и взрывной энергии, не позволяя разрушиться основным несущим конструкциям
здания, уменьшая вес здания и амплитуду колебания здания.
4. Способ по п.3, отличающийся тем, что за счет новой конструкции сдвигоустойчивого
податливого соединения на шарнирных узлах и гибких диафрагмах «сэндвич»-панели могут
монтироваться как самонесущие без стального каркаса для малоэтажных зданий и сооружений.
5. Способ по п.4, отличающийся тем, что система демпфирования и фрикционности и
поглощения сейсмической энергии может определить величину горизонтального и вертикального
перемещения «сэндвич»-панели и определить ее несущую способность при землетрясении или
взрыве прямо на строительной площадке, пригрузив «сэндвич»-панель и создавая расчетное
перемещение по вертикали лебедкой с испытанием на сдвиг и перемещение до землетрясения и
аварийного взрыва прямо при монтаже здания и сооружения.
6. Способ по п.5, отличающийся тем, что расчетные опасные перемещения определяются,
проверяются и затем испытываются на программном комплексе ВК SCAD 7/31 r5, ABAQUS 6.9,
MONOMAX 4.2, ANSYS, PLAKSIS, STARK ES 2006, SoliddWorks 2008, Ing+2006, FondationPL 3d,
SivilFem 10, STAAD.Pro, а затем на испытательном при объектном строительном полигоне прямо
на строительной площадке испытываются фрагменты и узлы, и проверяются экспериментальным
путем допустимые расчетные перемещения строительных конструкций (стеновых «сэндвич»панелей, щитовых деревянных панелей, колонн, перекрытий, перегородок) на возможные при
аварийном взрыве и при землетрясении более 9 баллов перемещение по методике разработанной
испытательным центром ОО «Сейсмофонд» - «Защита и безопасность городов».
126

127.

127

128.

128

129.

129

130.

130

131.

131

132.

132

133.

133

134.

Заключение. Выводы и рекомендации Применение болтов с контролируемым
натяжением срезом торцевого элемента для блочных котельных установок и
трубопровода, закрепленных на основании с помощью протяжных фрикционноподвижных соединений (ФПС), расположенных в овальных отверстиях на болтах
с контролируемым натяжением, с зазором между торцами стыкующих
элементов не менее 50 мм, обеспечивающих многокаскадное демпфирование при
импульсной динамической растяги-вающей нагрузке (предназначены для работы
в сейсмоопасных районах с сейсмичностью до 9 баллов по шкале MSK-64), выполненных согласно СП 16.13330.2011 ( СНиП II-23-81*), п.14,3 -15.2.4, ТКТ 45-5.04274-2012( 02250), п.10.3.2 -10.10.3, ГОСТ Р 58868-2007, ГОСТ 30546.1-98, ГОСТ
30546.3-98, СП 14.13330-2014, п.4.7, согласно инструкции «Элементы теории
трения, расчет и технология применения фрикционно-подвижных соединений»,
НИИ мостов, ПГУПС (д.т.н.Уздин А.М.и др, ), согласно изобретениям №№
4094111US, TW201400676 значительно увеличит производительность работ по
сборке фрикционных соединений.
Устойчивая связь между прочностью стали на срез и на растяжение Rs = 0,58Ry
позволяет сделать вывод о надѐжности такого способа натяжения высокопрочных
болтов для опор кабельных трасс. Такая технология натяжения болтов может
исключить трудоѐмкую и непроизводительную операцию тарировки
динамометрических ключей, необходимость в которой вообще исчезает. Конст-рукция
ключей для установки болтов с контролем натяжения по срезу торцевого элемента не
создаѐт внешнего крутящего момента в процессе натяжения. В результате ключи не
требуют упоров и имеют небольшие размеры.
Механизм ключей обеспечивает плавное закручивание вращением болта до момента
среза концевого элемента, соответствующего достижению проектного усилия
натяжения болта. При этом сборку фрикционных соединений можно производить с
одной стороны конструкции. Головку болта можно делать не шестигранной, а
округлой, что упростит форму штампов для ее формирования в процессе изготовления
болтов и устранит различие во внешнем виде болтового и заклепочного соединения.
Применение болтов новой конструкции значительно снизит трудоѐмкость операции
устройства фрикционных соединений, сделает еѐ технологичной и
высокопроизводительной.
Фрикционные или сдвигоустойчивые соединения — это соединения, в которых
внешние усилия воспринимаются вследствие сопротивления сил трения, возникающих по
контактным плоскостям соединяемых элементов от предварительного натяжения
134

135.

болтов. Натяжение болта должно быть максимально большим, что достигается
упрочнением стали, из которой они изготовляются, путем термической обработки.
Применение высокопрочных болтов в фрикционных соединениях существенно
снизило трудоемкость монтажных соединений. Замена сварных монтажных
соединений промышленных зданий, мостов, кранов и других решетчатых конструкций
болтовыми соединениями повышает надежность конструкций и обеспечивает
снижение трудоемкости монтажных соединений втрое.
Однако, сдвигоустойчивые соединения на высокопрочных болтах наиболее
трудоемки по сравнению с другими типами болтовых соединений, а также сами
высокопрочные болты имеют значительно более высокую стоимость, чем обычные
болты. Эти два фактора накладывают ограничения на область применения
фрикционных соединений.
Сдвигоустойчивые соединения на высокопрочных болтах рекомендуется применять в
условиях, при которых наиболее полно реализуются их положительные свойства —
высокая надежность при восприятии различного рода вибрационных, циклических,
знакопеременных нагрузок. Поэтому, в настоящее время, проблема повышения
эффективности использования несущей способности высокопрочных болтов, поиска
новых конструктивных и технологических решений выполнения фрикционных соединений
является очень актуальной в сейсмоопасных районах.
За счет использования friction-bolt и фрикци-анкеровки для зданий ,сооружений и
трубопроводов повышается надежность конструкции (достигается путем
обеспечения многокаскадного демпфирования при динамических нагрузках,
преимущественно при импульсных растягивающих нагрузках на сооружение,
оборудование, которые устанавливаются на маятниковых сейсмоизолирующих опорах,
на фрикционно- подвижных соединениях (ФПС)), согласно изобретения "Опора
сейсмостойкая" патент №165076.
Обозначение
Кол по изобретению № 165076
«Опора сейсмостокая»
1
Латунный фрикци- болт с
контролируемым натяжением ТУ
По изобретению № 1143895,
1168755, 1174616, 165076
2
Шайбагровер согласно ТУ
По изобретению № 1143895,
1168755, 1174616, 165076
Поз.
135

136.

3
Шайба
медная
плоская С.12
обожженная – По изобретению № 1143895,
1168755, 1174616, 165076
4
Шайба свинцовая плоскаяС.12
Толщиной 2 мм
5
Медная труба ( гильза, втулка) С.1416
Толщиной 2 мм
6
Медный обожженный забивной
энергопоглощающий клин в
пропиленный паз латунной или
стальной шпильки (болта), для
обеспечения многокаскадного
демпфирования при импульсных
растягивающих нагрузках
Согласно изобретения ( заявка
2016119967/20(031416) от
23.05. 2016 "Опора
сейсмоизолирующая
маятниковая"
136

137.

Изобртение Бориса Александровича Андреева : фрикци –демпфер,
рассеиватель энергии и фрикци –демпфирующей сейсмоизоляци , обеспечат
взрывобезопасноть от особых воздейсивий, для каждого здания, каждого
инжеренрного сооружения, вокзалов, аэропортов, АЭС, магистральных
трубопроводов, железнодорожных мостов, тунелей, виадуков, линий
электропредач (ЛЭП), ТП, КТП, АЭС, вместе с упругоплатическими
шарнирамиЮ обеспечить устойчивость здания , сооружения от особых
воздействий и исключить прогрессирующее , лавинообразное обрущения
зданий , сооруженийю за счет поглощения и рассевания ,повысить
надежноть ,фрикци-демпфирующего соедиения при многокаскадном
демпфировании и при импульсных растягивающих нагрузках , благодаря
использованию, изобртений проф дтн ПГУПС Уздина А.М №№1143895,
1168755, 1174616 придуманные в СССР, уварованные США, а внеденные в
Канаде !
Литература
1. "СПОСОБ ЗАЩИТЫ ЗДАНИЯ И СООРУЖЕНИЯ ПРИ ВЗРЫВЕ С ИСПОЛЬЗОВАНИЕМ СДВИГОУСТОЙЧИВЫХ И
ЛЕГКОСБРАСЫВАЕМЫХ
СОЕДИНЕНИЙ,
ИСПОЛЬЗУЮЩИЕ
СИСТЕМУ
ДЕМПФИРОВАНИЯ
ФРИКЦИОННОСТИ
И
СЕЙСМОИЗОЛЯЦИЮ ДЛЯ ПОГЛОЩЕНИЯ ВЗРЫВНОЙ И СЕЙСМИЧЕСКОЙ ЭНЕРГИИ" № 2010136746 E 04 C 2/09 Дата
опубликования 20.01.2013
2. Патент на полезную модель № 165 076 " Опора сейсмостойкая" 10.10.2016 Б.л 28
3. Патент на полезную модель № 154506 "Панель противовзрывная" 27.08.2015 бюл № 28
4.Изобретение № 1760020 "Сейсмостойкий фундамент" 07.09.1992
5. Изобретение № 1011847 "Башня" 30.08.1982
6. Изобретение № 1038457 "Сферический резервуар" 30.08.1982
7. Изобретение № 1395500 "Способ изготовления ячеистобетонных изделий на пористых заполнителях" 15.05.1988 8.
Изобретение № 998300 "Захватное устройство для колонн" 23.02.1983
9. Захватное устройство сэндвич-панелей № 24717800 опуб 05 05.2011
10. Стена и способ ее возведения № 1728414 опул 19.06.1989
11. Заявки на изобретение № 20181229421/20(47400) от 10.08.2018 «Опора сейсмоизолирующая «гармошка». Используется
Японии.
12. Заявки на
изобретение № 2018105803/20 (008844) от 11.05.2018 «Антисейсмическое фланцевое фрикционно-подвижное соединение
для трубопроводов» F 16L 23/02 ,
13. Заявка на изобретение
№ 2016119967/20 ( 031416) от 23.05.2016 «Опора сейсмоизолирующая маятниковая» E04 H 9/02.
1.. Журнал «Сельское строительство» № 9/95 стр.30 «Отвести опасность»
2. Журнал «Жилищное строительство» № 4/95 стр.18 «Использование сейсмоизолирующего пояса для существующих зданий»,
3. Журнал «Жилищное строительство» № 9/95 стр.13 «Сейсмоизоляция малоэтажных жилых зданий»,
4. Журнал «Монтажные и специальные работы в строительстве» № 4/95 стр. 24-25 «Сейсмоизоляция малоэтажных зданий»,
5. Российская газета от 26.07.95 стр.3 «Секреты сейсмостойкости» .
6. Российская газета от 11.06.95 «Землетрясение: предсказание на завтра»,
8. Газета «Грозненский рабочий» № 5 февраль 1996 «Честь мундира или сэкономленные миллиарды»,
9. «Голос Чеченской Республики» 1 февраль 1996 «Башни и баллы».
137

138.

10. Республика ЧР № 7 август 1995 «Удар невиданной звезды или через четыре года».
11. Газета «Земля России» за октябрь 1998 стр. 3 «Уникальные технологии возведения фундаментов без заглубления – дом на грунте.
Строительство на пучинистых и просадочных грунтах»
12. Газета «Земля России» № 2 ( 26 ) стр. 2-3 « Предложение ученых общественной организации инженеров «Сейсмофонд» –
Фонда «Защита и
безопасность городов» в области реформы ЖКХ.
13. Журнал «Жизнь и безопасность « № 3/96 стр. 290-294 «Землетрясение по графику» Ждут ли через четыре года планету
«Земля глобальные и
разрушительные потрясения «звездотрясения»
14. Журнал «Монтажные и специальные работы в строительстве» № 11/95 стр. 25 «Датчик регистрации электромагнитных
волн,
предупреждающий о землетрясении - гарантия сохранения вашей жизни!» и другие зарубежные научные издания и
журналах за 1994- 2004 гг.
А.И.Коваленко и др. изданиях С брошюрой «Как построить сейсмостойкий дом с учетом народного опыта сейсмостойкого строительства горцами
Северного
Кавказа сторожевых башен» с.79 г. Грозный –1996. в ГПБ им Ленина г. Москва и РНБ СПб пл. Островского, д.3 .
1. "СПОСОБ ЗАЩИТЫ ЗДАНИЯ И СООРУЖЕНИЯ ПРИ ВЗРЫВЕ С ИСПОЛЬЗОВАНИЕМ
СДВИГОУСТОЙЧИВЫХ И ЛЕГКОСБРАСЫВАЕМЫХ СОЕДИНЕНИЙ, ИСПОЛЬЗУЮЩИЕ
СИСТЕМУ ДЕМПФИРОВАНИЯ ФРИКЦИОННОСТИ И СЕЙСМОИЗОЛЯЦИЮ ДЛЯ
ПОГЛОЩЕНИЯ ВЗРЫВНОЙ И СЕЙСМИЧЕСКОЙ ЭНЕРГИИ" № 2010136746 E 04 C 2/09 Дата
опубликования 20.01.2013
2. Патент на полезную модель № 165 076 " Опора сейсмостойкая" 10.10.2016 Б.л 28
3. Патент на полезную модель № 154506 "Панель противовзрывная" 27.08.2015 бюл №
28
4.Изобретение № 1760020 "Сейсмостойкий фундамент" 07.09.1992
5. Изобретение № 1011847 "Башня" 30.08.1982
6. Изобретение № 1038457 "Сферический резервуар" 30.08.1982
7. Изобретение № 1395500 "Способ изготовления ячеистобетонных изделий на
пористых заполнителях" 15.05.1988 8. Изобретение № 998300 "Захватное устройство
для колонн" 23.02.1983
9.
Захватное устройство сэндвич-панелей № 24717800 опуб 05 05.2011
10. Стена и способ ее возведения № 1728414 опул 19.06.1989
11. Заявки на изобретение № 20181229421/20(47400) от 10.08.2018 «Опора
сейсмоизолирующая «гармошка». Используется Японии.
12. Заявки на изобретение № 2018105803/20 (008844) от 11.05.2018 «Антисейсмическое
фланцевое фрикционно-подвижное соединение для трубопроводов» F 16L 23/02 .
13. Заявка на изобретение № 2016119967/20 ( 031416) от 23.05.2016 «Опора
сейсмоизолирующая маятниковая» E04 H 9/02.
14. Журнал «Сельское строительство» № 9/95 стр.30 «Отвести опасность»
15. Журнал «Жилищное строительство» № 4/95 стр.18 «Использование
сейсмоизолирующего пояса для существующих зданий»
16. Журнал «Жилищное строительство» № 9/95 стр.13 «Сейсмоизоляция малоэтажных
жилых зданий»,
138

139.

17. Журнал «Монтажные и специальные работы в строительстве» № 4/95 стр. 24-25
«Сейсмоизоляция малоэтажных зданий»,
18. Российская газета от 26.07.95 стр.3 «Секреты сейсмостойкости».
19. Российская газета от 11.06.95 «Землетрясение: предсказание на завтра»
20. Газета «Грозненский рабочий» № 5 февраль 1996 «Честь мундира или
сэкономленные миллиарды»,
21. «Голос Чеченской Республики» 1 февраль 1996 «Башни и баллы» .
21. Республика ЧР № 7 август 1995 «Удар невиданной звезды или через четыре года».
21. Газета «Земля России» за октябрь 1998 стр. 3 «Уникальные технологии возведения
фундаментов без заглубления – дом на грунте. Строительство на пучинистых и
просадочных грунтах»
22. Газета «Земля России» № 2 ( 26 ) стр. 2-3 « Предложение ученых общественной
организации инженеров «Сейсмофонд» –
Фонда «Защита и безопасность городов» в
области реформы ЖКХ.
23. Журнал «Жизнь и безопасность « № 3/96 стр. 290-294 «Землетрясение по графику»
Ждут ли через четыре года планету
«Земля глобальные и разрушительные
потрясения «звездотрясения» .
24. Журнал «Монтажные и специальные работы в строительстве» № 11/95 стр. 25
«Датчик регистрации электромагнитных
волн, предупреждающий о землетрясении
- гарантия сохранения вашей жизни!» и другие зарубежные научные издания и
журналах за 1994- 2004 гг.
25. С брошюрой «Как построить сейсмостойкий дом с учетом народного опыта
сейсмостойкого строительства горцами Северного
Кавказа сторожевых башен»
с.79 г. Грозный –1996. в ГПБ им Ленина г. Москва и РНБ СПб пл. Островского, д.3
Приложение список перечень заявок на изобретения и научных публикаций в журналах СПб ГАСУ о
демпфирующих сдвиговых энернопоглотителях, для обеспечения устойчивости существующего лестничных
маршей и сооружений от особых воздействий, можно ознакомится по ссылкам:
Описание изобретения на полезную модель Сейсмостойкая фрикционно 18 стр
https://yadi.sk/i/JZ0YxoW0_V6FCQ
Заявка на изобретение полезную модель Энергопоглощающие дорожное барьерное ограждение 23 стр
https://yadi.sk/d/dWKraP12fvXAlA
Описание изобретения на полезную модель Взрывостойкая лестница 10 стр
https://yadi.sk/i/EDoOs4AFUWKYEg
Заявка на изобретение полезная модель Опора сейсмоизолирующая гармошка 20 стр
https://yadi.sk/i/JOuUB_oy2sPfog
139

140.

Заявка на полезную модель Опора сейсмоизолирующая маятниковая 32 стр
Виброизолирующая опора Е04Н 9 02
https://yadi.sk/i/dZRdudxwOald2w
РЕФЕРАТ
https://yadi.sk/i/Ba6U0Txx-flcsg
изобретения полезная 17 стр
Обеспечение взрывостойкости существующих железнодорожных мостов на основе 15 стр
https://yadi.sk/i/en6RGTLgfhrg_A
Доклад в СПб ГАСУ усиление опор Крымского моста https://yadi.sk/i/RpW2sh5lMdx35A
Скачать научную статью Сейсмофонд при СПб ГАСУ( опубликованную в США, Японии и др странах ), можно
по ссылке : Использование лего сбрасываемых конструкций для повышения сейсмостойкости сооружений
http://scienceph.ru/f/science_and_world_no_3_43_march_vol_i.pdf
Изобретения с демпфирующей сейсмоизоляций «Сейсмофонд» широк используются американской фирмой
RUBBER BEARING FRIKTION DAMPER (RBFD) в Японии, Новой Зеландии, США, Китае, Тайване и др странах
https://www.damptech.com/-rubber-bearing-friction-damper-rbfd https://www.damptech.com/for-buildings-cover
http://downloads.hindawi.com/journals/sv/2018/5630746.pdf
https://www.youtube.com/watch?v=r7q5D6516qg
Теория сейсмостойкости находится в кризисе, а жизнь миллионов граждан проживающих в ЖБ гробах не
относится к государственной безопасности
http://www.myshared.ru/slide/971578/
https://yadi.sk/i/JfXt8hs_aXcKRQ https://yadi.sk/i/p5IgwFurPlgp1w
Оценка возможности инициирования сейсмического геофизического и техногенного оружия с применением
существующих технических средств и технологий https://yadi.sk/i/3VmQxa78RhhBBA
ГОСТ 6249-52 «Шкала для определения силы землетрясения в пределах от 6 до 9 баллов»
http://scaleofintensityofearthquakes.narod.ru
http://scaleofintensityofearthquakes2.narod.ru
http://scaleofintensityofearthquakes3.narod.ru
http://peasantsinformagency1.narod.ru
http://s-a-m-a-r-a-citi.narod.ru http://sergeyshoygu.narod.ru/pdf1.pdf
Обеспечение взрывостойкости существующих железнодорожных мостов на основе 15 стр
https://yadi.sk/i/en6RGTLgfhrg_A
Патенты изобретения взрывозащите противовзрывная https://yadi.sk/i/-PwJxeHVvI_eoQ
Научный доклад на 67 конференции СПб ГАСУ 4 стр https://yadi.sk/i/sMuk8V-J0Ui_lw
Научная статья в журнале СПб ГАСУ
https://yadi.sk/i/Vf_86hLPmeYIsw
Доклад на конференции изобретателей Попов ЛПИ Политех 5 стр https://yadi.sk/i/c1D-6wvsIeJWnA
Антисейсмическое фланцевое фрикционн 4 стр https://yadi.sk/i/pXaZGW6GNm4YrA
Обеспечение взрывостойкости существующих лестничных маршей 8 стр https://yadi.sk/i/ZJNyX-y0gsfEyQ
Доклад сообщение научное Испытание математических моделей ФПС 60 стр + выводы
https://yadi.sk/d/6lNXCB4lw-HgpA
Научная статья доклад сообщения конференции с 5 по 7 февраля 2014 19
стрhttps://yadi.sk/i/CnFN36oKLYPpzQ
140

141.

Научное сообщение доклад на 67 конференции проходившей в начале 3 5 февраля 2010 г в СПб ГАСУ стр
208 стр 211 2 страницы https://yadi.sk/i/MaKtKmd5GP9ecw
Доклад сообщение Маживеа Уздина Испытание математических моделей на сейсмостойкость 137 стр
https://yadi.sk/d/MDvdSPojHUpe3w
ЛИСИ Научные статьи изобретателя СПбГАСУ научной конференции 9 стр
https://yadi.sk/i/uLbA_SwO5GHO2w
Приобрести Специальные технические условия на особое воздействие (СТУ ) для обеспечения устойчивости
сооружений , от особых условий ( ударной волны) или землетрясения , за счет использования сдвиговых
упругопластических крестовидных , квадратных, кольцевых фрикционно-демпфирующих шарниров и балочных
энергопоглотителей, в том числе нелинейным методом расчета в ПК SCAD, их устойчивости существующих
старых зданий, сооружений, мостов, гостиниц, отелей, магистральных трубопроводов, на особые
воздействия с использованием фрикционно-демпфирующих энергопоглотителей по изобретению №
165076 «Опора сейсмостойкая» с пластическим шарниром по изобретению № 2010136746 и легко
сбрасываемыхконструкций по изобретению № 154506 «Панель противовзрывная» за счет рассеивания
сейсмической или взрывной энергии ШИФР 1.010.1-2с.94, выпуск 0-1а, утвержден Главпроектом Мистрой
России, письмо от 21.09.94 ; 9-3-1/130 за подписью Д.А.Сергеева, исп. Барсуков 930-54-87 согласно письма
Минстроя № 9-3-1/199 от 26.12.94 и письма № 9-2-1/130 от 21.09.94) на взрывное воздействие ( 600 кг ) не
приводящие последствиям лавинообразному разрушению всех конструкций с, помощью компьютерного
моделирования в ПК SCAD , ANSYS, LS-DYNA , для существующих построенных старых зданий с
использованием , упругопластических балочных, струнных, трубчатых, квадратных упругопластичных
шарниров и легко сбрасываемых конструкций ( патент на полезную модель № 154506 «Панель
противовзрывная»), за счет использования упругопластичных энергопоглотителей в виде «гармошка» и
прорезей в шахматном порядке, согласно изобретения полезная модель № 165076 «Опора сейсмостойкая»
с использованием фракционности, демпфирования для поглощение взрывной энергии согласно изобретения
№ 2010136746 « Способ защиты зданий и сооружение при взрыве с использованием сдвигоустойчивых и легко
сбрасываемых соединений , использующие систему демпфирования и сейсмоизоляцию для поглощения
взрывной и сейсмической энергии» на основе изобретений проф. дтн ПГУПС Уздина А М №№ 1174616, 1143895,
1168755 , согласно расчетам проф МГСУ О.В Мкртычева «Проблемы расчета зданий на особые воздействия»
локальные разрушения при взрыве заряда массой 600 кг при использовании фрикционно-демпфирующих
эрегопоглотителей с пластическим шарниром, закрепленных колоны с ригелем на фрикци –болтах с
пропиленным стальной шпильке пазе , куда забивается медный обожженный упругопластичный клин , или на
протяжных фрикционно –демпфирующих, подвижных соединениях, не
приводит к
посредствующему лавинообразному обрушении зданий всей конструкции за счет
поглощения пиковых ускорений и поглощение взрывной энергии фрикционно-демпфирующими соединениями ,
за счет легко сбрасываемости наружных панелей и упругоплатических узлов крепления колонны с ригелем в
связи с податливостью и подвижности фрикционно- подвижных соединениях.
Стоимость альбома (проекта ) со специальных технических решений, с использованием врикционо-демпфирующих
соединений по изобретению № 165076 «Опора сейсмостойкая» упругих энергопоглотителей , пластических шарниров и
легко сбрасываемости конструкций панелей зданий , можно обратится к Мажиеву Хасан Нажоевичу по тел (921) 962-67-78,
(999) 535-47-29 или по электронной почте [email protected] [email protected] [email protected]
[email protected]
141

142.

Стоимость альбома специальных технических условий (СТУ) на особые воздействия для обеспечения устойчивости
сооружений , от ударной волны, за счет использования сдвиговых упругопластических шарниров и балочных
энергопоглотителей, в том числе нелинейным методом расчета в ПК SCAD с типовыми протяжными фрикционно –
подвижными соединениями (ФПС) и упругпастичными подвижными уздами креплениями раскосов в существующих
зданиях сооружениях и оборудование легко сбрасывемостью конструкций
Аванс 10 тр, после лабораторных испытаний методом численного (математического) моделирования и испытания моделей
и узлов крепления (расчета ) упругоплатических балочных, квадратных, трубчатых, кольцевых, струнных (тросовых в оплетке)
протяжных шарниров в ПК SCAD, еще 10 тр за окончание лабораторных испытаний фрагментов и узлов крепления или
усиления существущих лестничных маршей Карта Сбербанка 2202 2006 4085 5233
Электронный адрес [email protected] (999) 535-47-29, ( 953) 151-39-15, (996) 798-26-54
Мажиев Хасан Нажоевич Президент организации «Сейсмофонд» ИНН 201400078, ОГРН 1022000000824
C оформлением заявками на изобретение демпфирующих сдвиговых фрикционо –демпфирующих
энернопоглотителей для обеспечения устойчивости сооружений , от ударной волны, за счет использования
сдвиговых упругопластических шарниров и балочных энергопоглотителей, от особых воздействий,
(интеллектуальная собственность передается с альбомом специальные технические условия (СТУ)
заказчику бесплатно и входят в договорную стоимость всех проектных работ 20 тр )
Материалы научных публикаций, изобретений, альбомы, чертежи : "Опора сейсмостойкая», патент № 165076,
БИ № 28 , от 10.10.2016, заявка на изобретение № 2016119967/20- 031416 от 23.05.2016, Опора
сейсмоизолирующая маятниковая", научные публикации: журнал «Сельское строительство» № 9/95 стр.30
«Отвести опасность», журнал «Жилищное строительство» № 4/95 стр.18 «Использование сейсмоизолирующего
пояса для существующих зданий», журнал «Жилищное строительство» № 9/95 стр.13 «Сейсмоизоляция
малоэтажных жилых зданий», журнал «Монтажные и специальные работы в строительстве» № 4/95 стр. 24-25
«Сейсмоизоляция малоэтажных зданий», Российская газета от 26.07.95 стр.3 «Секреты сейсмостойкости»находятся на кафедре металлических и деревянных конструкций СПб ГАСУ : 190005, Санкт-Петербург, 2-я
Красноармейская ул., д. 4, (д.т.н. проф ЧЕРНЫХ А. Г. строительный факультет
[email protected]
[email protected] [email protected] тел (999) 535-47-29, (996) 798-26-54, (953) 151-39-15
Общество с ограниченной ответственностью «С К С Т Р О Й К О
М П Л Е К С - 5» СПб, ул. Бабушкина, д. 36 тел./факс 812-705-0065 E-mail: stanislav@stroycomplex-5. ru http://www. stroycomplex-5.
ru
РЕГЛАМЕНТ
МОНТАЖА АМОРТИЗАТОРОВ СТЕРЖНЕВЫХ ДЛЯ СЕЙСМОЗАЩИТЫ МОСТОВЫХ СООРУЖЕНИЙ
1. Подготовительные работы
1.1 Очистка верхних поверхностей бетона оголовка опоры и пролетного строения от загрязнений;
1.2. Контрольная съемка положения закладных деталей (фундаментных болтов) в оголовке опоры и
диафрагме железобетонного пролетного строения или отверстий в металле металлического или
сталежелезобетонного пролетного строения с составлением схемы (шаблона).
142

143.

1.3. Проверка соответствия положения отверстий для крепления амортизатора к опоре и к
пролетному строению в элементах амортизатора по шаблонам и, при необходимости, райберовка или
рассверловка новых отверстий.
1.4. Проверка высотных и горизонтальных параметров поступившего на монтаж амортизатора и
пространства для его установки на опоре (под диафрагмой). При необходимости, срубка выступающих частей
бетона или устройство подливки на оголовке опоры.
1.5. Устройство подмостей в уровне площадки, на которую устанавливается амортизатор.
2. Установка и закрепление амортизатора
2.1. Установка амортизаторов с нижним расположением ФПС (под железобетонные пролетные
строения).
2.1.1. Расположение фундаментных болтов для крепления на опоре может быть двух видов:
1) болты расположены внутри основания и при полностью смонтированном амортизаторе не
видны, т.к. закрыты корпусом упора, при этом концы фундаментных болтов выступают над поверхностью
площадки, на которой монтируется амортизатор;
2) болты расположены внутри основания и оканчиваются резьбовыми втулками, верхние торцы
которых расположены заподлицо с бетонной поверхностью;
3) болты расположены у края основания, которое совмещено с корпусом упора, и после монтажа
амортизатора доступ к болтам возможен, при этом концы фундаментных болтов выступают над
поверхностью площадки;
143

144.

4) болты расположены у края основания и оканчиваются резьбовыми втулками, как и во втором случае
2.1.2. Последовательность операций по монтажу амортизатора в первом случае приведена ниже.
а) Затяжка болтов ФПС на усилие, предусмотренное проектом.
б) Разборка соединения основания с корпусом упора, собранного на время транспортировки.
в) Подъем основания амортизатора на подмости в уровне, превышающем уровень площадки, на
которой монтируется амортизатор, на высоту выступающего конца фундаментного болта.
г) Надвижка основания в проектное положение до совпадения отверстий для крепления
амортизатора с фундаментными болтами, опускание основания на площадку, затяжка фундаментных болтов,
при необходимости срезка выступающих над гайками концов фундаментных болтов.
д) Подъем сборочной единицы, включающей остальные части амортизатора, на подмости в уровне
установленного основания.
е) Снятие транспортных креплений.
ж) Надвижка упомянутой сборочной единицы на основание до совпадения отверстий под штифты и
резьбовые отверстия под болты в основании с соответствующими отверстиями в упоре, забивка штифтов в
отверстия, затяжка и законтривание болтов.
з) Завинчивание болтов крепления верхней плиты стержневой пружины в резьбовые отверстия втулок
анкерных болтов на диафрагме пролетного строения. Если зазор между верхней плитой и нижней плоскостью
диафрагмы менее 5мм, производится затяжка болтов. Если зазор более 5 мм, устанавливается опалубка по
контуру верхней плиты, бетонируется или инъектирует- ся зазор, после набора прочности бетоном или
раствором производится затяжка болтов.
и) Восстановление антикоррозийного покрытия.
2.1.3. Операции по монтажу амортизатора во втором случае отличаются от операций первого случая
только тем, что основание амортизатора поднимается на подмости в уровне площадки, на которой
монтируется амортизатор и надвигается до совпадения резьбовых отверстий во втулках фундаментных болтов
с отверстиями под болты в основании.
2.1.4. Последовательность операций по монтажу амортизатора в третьем случае приведена ниже.
а) Затяжка болтов ФПС на усилие, предусмотренное проектом.
б) Подъем амортизатора на подмости в уровень, превышающий уровень площадки, на которой
монтируется амортизатор, на высоту выступающего конца фундаментного болта.
144

145.

в) Снятие транспортных креплений.
г) Надвижка амортизатора в проектное положение до совпадения отверстий для его крепления с
фундаментными болтами, опускание амортизатора на площадку, затяжка фундаментных болтов.
Далее выполняются операции, указанные в подпунктах 2.1.2.д...2.1.2.и.
2.1.5. Операции по монтажу амортизаторов в четвертом случае отличаются от операций для третьего
случая только тем, что амортизатор поднимается на подмости в уровень площадки, на которой он
монтируется и надвигается до совпадения отверстий в амортизаторе с резьбовыми отверстиями во втулках.
2.2. Установка амортизаторов с верхним расположением ФПС (под металлические пролетные
строения)
2.2.1. Последовательность и содержание операций по установке на опоры амортизаторов как с
верхним, так и с нижним расположением ФПС одинаковы.
2.2.2. К
металлическому
пролетному
строению
амортизатор
прикрепляется
посредством
горизонтального упора. После прикрепления амортизатора к опоре выполняются следующие операции:
1) замеряются зазоры между поверхностями примыкания горизонтального упора к конструкциям
металлического пролетного строения;
2) в отверстия вставляются высокопрочные болты и на них нанизываются гайки;
3) при наличии зазоров более 2 мм в местах расположения болтов вставляются вильчатые
прокладки (вилкообразные шайбы) требуемой толщины;
4) высокопрочные болты затягиваются до проектного усилия.
2.3. Подъемка амортизатора на подмости в уровне площадки, на которой он будет смонтирован.
2.4. Демонтаж транспортных креплений.
Заместитель генерального директора
Л.А. Ушакова
Согласовано:
Главный инженер проекта
ОАО «Трансмост»
И.В. Совершаев
Главный инженер проекта ОАО «Трансмост»
И.А. Мурох
145

146.

Главный инженер проекта
В.Л. Бобровский
ЭЛЕМЕНТЫ ТЕОРИИ ТРЕНИЯ,
РАСЧЕТ И ТЕХНОЛОГИЯ ПРИМЕНЕНИЯ
ФРИКЦИОННО-ПОДВИЖНЫХ СОЕДИНЕНИЙ
УЗДИН А.М., ЕЛИСЕЕВ О.Н., , НИКИТИН А.А., ПАВЛОВ В.Е., СИМКИН А.Ю.,
КУЗНЕЦОВА И.О.
ЭЛЕМЕНТЫ ТЕОРИИ ТРЕНИЯ,
РАСЧЕТ И ТЕХНОЛОГИЯ ПРИМЕНЕНИЯ
ФРИКЦИОННО-ПОДВИЖНЫХ СОЕДИНЕНИЙ
146

147.

СОДЕРЖАНИЕ
1
Введение
3
2
Элементы теории трения и износа
6
3
Методика расчета одноболтовых ФПС
18
3.1
Исходные посылки для разработки методики расчета ФПС
18
3.2
Общее уравнение для определения несущей способности ФПС.
20
3.3
Решение общего уравнения для стыковых ФПС
21
3.4
Решение общего уравнения для нахлесточных ФПС
22
4
Анализ экспериментальных исследований работы ФПС
26
5
Оценка
параметров
диаграммы
деформирования
многоболтовых
фрикционно-подвижных соединений (ФПС)
31
5.1
Общие положения методики расчета многоболтовых ФПС
31
5.2
Построение уравнений деформирования стыковых многоболтовых ФПС
32
5.3
Построение уравнений деформирования нахлесточных многоболтовых 38
ФПС
6
Рекомендации по технологии изготовления ФПС и сооружений с такими
соединениями
6.1
42
Материалы болтов, гаек, шайб и покрытий контактных поверхностей
стальных деталей ФПС и опорных поверхностей шайб
42
6.2
Конструктивные требования к соединениям
43
6.3
Подготовка
контактных
поверхностей
элементов
и
методы
контроля
6.4
45
Приготовление и нанесение протекторной грунтовки ВЖС 83-0287. Требования к загрунтованной поверхности. Методы контроля
6.4.1
Основные требования по технике безопасности при работе с
грунтовкой ВЖС 83-02-87
6.4.2
Транспортировка
и
47
хранение
элементов
законсервированных грунтовкой ВЖС 83-02-87
6.5
46
и
деталей,
49
Подготовка и нанесение антифрикционного покрытия на опорные 49
поверхности шайб
6.6
7
Сборка ФПС
49
Список литературы
51
147

148.

1. ВВЕДЕНИЕ
Современный подход к проектированию сооружений, подверженных экстремальным, в частности,
сейсмическим нагрузкам исходит из целенаправленного проектирования предельных состояний
конструкций. В литературе [1, 2, 11, 18] такой подход получил название проектирования сооружений с
заданными параметрами предельных состояний. Возможны различные технические реализации
отмеченного подхода. Во всех случаях в конструкции создаются узлы, в которых от экстремальных
нагрузок могут возникать неупругие смещения элементов. Вследствие этих смещений нормальная
эксплуатация
сооружения,
как
правило,
нарушается,
однако
исключается
его
обрушение.
Эксплуатационные качества сооружения должны легко восстанавливаться после экстремальных
воздействий. Для обеспечения указанного принципа проектирования и были предложены фрикционноподвижные болтовые соединения.
Под фрикционно-подвижными соединениями (ФПС) понимаются соединения металлоконструкций
высокопрочными болтами, отличающиеся тем, что отверстия под болты в соединяемых деталях
выполнены овальными вдоль направления действия экстремальных нагрузок. При экстремальных
нагрузках происходит взаимная сдвижка соединяемых деталей на величину до 3-4 диаметров
используемых высокопрочных болтов. Работа таких соединений имеет целый ряд особенностей и
существенно влияет на поведение конструкции в целом. При этом во многих случаях оказывается
возможным снизить затраты на усиление сооружения, подверженного сейсмическим и другим
интенсивным нагрузкам.
ФПС были предложены в НИИ мостов ЛИИЖТа в 1980 г. для реализации принципа
проектирования мостовых конструкций с заданными параметрами предельных состояний. В 1985-86 г.г.
эти соединения были защищены авторскими свидетельствами [16-19]. Простейшее стыковое и
нахлесточное соединения приведены на рис.1.1. Как видно из рисунка, от обычных соединений на
высокопрочных болтах предложенные в упомянутых работах отличаются тем, что болты пропущены
через овальные отверстия. По замыслу авторов при экстремальных нагрузках должна происходить
взаимная подвижка соединяемых деталей вдоль овала, и за счет этого уменьшаться пиковое значение
усилий, передаваемое соединением. Соединение с овальными отверстиями применялись в строительных
конструкциях и ранее, например, можно указать предложения [8, 10 и др]. Однако в упомянутых
работах овальные отверстия устраивались с целью упрощения монтажных работ. Для реализации
принципа проектирования конструкций с заданными параметрами предельных состояний необходимо
фиксировать предельную силу трения (несущую способность) соединения.
148

149.

При использовании обычных болтов их натяжение N не превосходит 80-100 кН, а разброс
натяжения N=20-50 кН, что не позволяет прогнозировать несущую способность такого соединения по
трению. При использовании же высокопрочных болтов при том же N натяжение N= 200 - 400 кН, что
Рис.1.1. Принципиальная схема фрикционно-подвижного
соединения
а) встык , б) внахлестку
1- соединяемые листы; 2 – высокопрочные болты;
3- шайба;4 – овальные отверстия; 5 – накладки.
в принципе может позволить задание и регулирование несущей способности соединения. Именно эту
цель преследовали предложения [3,14-17].
Однако проектирование и расчет таких соединений вызвал серьезные трудности. Первые испытания
ФПС показали, что рассматриваемый класс соединений не обеспечивает в общем случае стабильной
работы конструкции. В процессе подвижки возможна заклинка соединения, оплавление контактных
поверхностей соединяемых деталей и т.п. В ряде случаев имели место обрывы головки болта.
Отмеченные
исследования
позволили
выявить
149
способы
обработки
соединяемых
листов,

150.

обеспечивающих стабильную работу ФПС. В частности, установлена недопустимость использования
для ФПС пескоструйной обработки листов пакета, рекомендованы использование обжига листов,
нанесение на них специальных мастик или напыление мягких металлов. Эти исследования показали, что
расчету и проектированию сооружений должны предшествовать детальные исследования самих
соединений. Однако, до настоящего времени в литературе нет еще систематического изложения общей
теории ФПС даже для одноболтового соединения, отсутствует теория работы многоболтовых ФПС.
Сложившаяся ситуация сдерживает внедрение прогрессивных соединений в практику строительства.
В силу изложенного можно заключить, что ФПС весьма перспективны для использования в
сейсмостойком строительстве, однако, для этого необходимо детально изложить, а в отдельных случаях
и развить теорию работы таких соединений, методику инженерного расчета самих ФПС и сооружений с
такими соединениями. Целью, предлагаемого пособия является систематическое изложение теории
работы ФПС и практических методов их расчета. В пособии приводится также и технология монтажа
ФПС.
2.ЭЛЕМЕНТЫ ТЕОРИИ ТРЕНИЯ И ИЗНОСА
Развитие науки и техники в последние десятилетия показало, что надежные
и долговечные машины, оборудование и приборы могут быть созданы только при
удачном решении теоретических и прикладных задач сухого и вязкого трения,
смазки и износа, т.е. задач трибологии и триботехники.
Трибология – наука о трении и процессах, сопровождающих трение (трибос –
трение, логос – наука). Трибология охватывает экспериментально-теоретические
результаты исследований физических (механических, электрических, магнитных,
тепловых), химических, биологических и других явлений, связанных с трением.
Триботехника – это система знаний о практическом применении трибологии
при проектировании, изготовлении и эксплуатации трибологических систем.
С трением связан износ соприкасающихся тел – разрушение поверхностных
слоев деталей подвижных соединений, в т.ч. при резьбовых соединениях.
Качество соединения определяется внешним трением в витках резьбы и в торце
гайки и головки болта (винта) с соприкасающейся деталью или шайбой. Основная
150

151.

характеристика крепежного резьбового соединения – усилие затяжки болта
(гайки), - зависит от значения и стабильности моментов сил трения сцепления,
возникающих при завинчивании. Момент сил сопротивления затяжке содержит
две составляющих: одна обусловлена молекулярным воздействием в зоне
фактического касания тел, вторая – деформированием тончайших поверхностей
слоев контактирующими микронеровностями взаимодействующих деталей.
Расчет этих составляющих осуществляется по формулам, содержащим ряд
коэффициентов, установленных в результате экспериментальных исследований.
Сведения об этих формулах содержатся в Справочниках «Трение, изнашивание и
смазка» [22](в двух томах) и «Полимеры в узлах трения машин и приборах» [13],
изданных в 1978-1980 г.г. издательством «Машиностроение». Эти Справочники не
потеряли своей актуальности и научной обоснованности и в настоящее время.
Полезный для практического использования материал содержится также в
монографии Геккера Ф.Р. [5].
Сухое трение. Законы сухого трения
1. Основные понятия: сухое и вязкое трение; внешнее и внутреннее трение,
пограничное трение; виды сухого трения.
Трение – физическое явление, возникающее при относительном движении
соприкасающихся
газообразных,
жидких
и
твердых
тел
и
вызывающее
сопротивление движению тел или переходу из состояния покоя в движение
относительно конкретной системы отсчета.
Существует два вида трения: сухое и вязкое.
Сухое трение возникает при соприкосновении твердых тел.
Вязкое трение возникает при движении в жидкой или газообразной среде, а
также при наличии смазки в области механического контакта твердых тел.
При учете трения (сухого или вязкого) различают внешнее трение и
внутренне трение.
151

152.

Внешнее трение возникает при относительном перемещении двух тел,
находящихся в соприкосновении, при этом сила сопротивления движению
зависит от взаимодействия внешних поверхностей тел и не зависит от состояния
внутренних
частей
каждого
тела.
При
внешнем
трении
переход
части
механической энергии во внутреннюю энергию тел происходит только вдоль
поверхности раздела взаимодействующих тел.
Внутреннее трение возникает при относительном перемещении частиц
одного и того же тела (твердого, жидкого или газообразного). Например,
внутреннее
трение
возникает
при
изгибе
металлической
пластины
или
проволоки, при движении жидкости в трубе (слой жидкости, соприкасающийся со
стенкой трубы, неподвижен, другие слои движутся с разными скоростями и между
ними возникает трение). При внутреннем трении часть механической энергии
переходит во внутреннюю энергию тела.
Внешнее трение в чистом виде возникает только в случае соприкосновения
твердых тел без смазочной прослойки между ними (идеальный случай). Если
толщина смазки 0,1 мм и более, механизм трения не отличается от механизма
внутреннего трения в жидкости. Если толщина смазки менее 0,1 мм, то трение
называют пограничным (или граничным). В этом случае учет трения ведется либо
с позиций сухого трения, либо с точки зрения вязкого трения (это зависит от
требуемой точности результата).
В истории развития понятий о трении первоначально было получено
представление о внешнем трении. Понятие о внутреннем трении введено в науку
в 1867 г. английским физиком, механиком и математиком Уильямом Томсоном
(лордом Кельвиным).1)
1)
*Томсон (1824-1907) в 10-летнем возрасте был принят в университет в Глазго, после обучения в котором
перешел в Кембриджский университет и закончил его в 21 год; в 22 года он стал профессором математики. В
1896 г. Томсон был избран почетным членом Петербургской академии наук, а в 1851 г. (в 27 лет) он стал членом
Лондонского королевского общества и 5 лет был его президентом+.
152

153.

Законы сухого трения
Сухое трение впервые наиболее полно изучал Леонардо да Винчи (14521519). В 1519 г. он сформулировал закон трения: сила трения, возникающая при
контакте тела с поверхностью другого тела, пропорциональна нагрузке (силе
прижатия
тел),
при
этом
коэффициент
пропорциональности
–
величина
постоянная и равна 0,25:
F
0 ,25 N .
Через 180 лет модель Леонарда да Винчи была переоткрыта французским
механиком и физиком Гийомом Амонтоном2), который ввел в науку понятие
коэффициента трения как французской константы и предложил формулу силы
трения скольжения:
F
f N.
Кроме того, Амонтон (он изучал равномерное движение тела по наклонной
плоскости) впервые предложил формулу:
f
tg
,
где f – коэффициент трения;
- угол наклона плоскости к горизонту;
В 1750 г. Леонард Эйлер (1707-1783), придерживаясь закона трения
Леонарда да Винчи – Амонтона:
F
f N,
впервые получил формулу для случая прямолинейного равноускоренного
движения тела по наклонной плоскости:
f
2)
tg
2S
g t 2 cos 2
,
Г.Амонтон (1663-1705) – член Французской академии наук с 1699 г.
153

154.

где t – промежуток времени движения тела по плоскости на участке длиной
S;
g – ускорение свободно падающего тела.
Окончательную формулировку законов сухого трения дал в 1781 г. Шарль
Кулон3)
Эти законы используются до сих пор, хотя и были дополнены результатами
работ ученых XIX и XX веков, которые более полно раскрыли понятия силы
трения покоя (силы сцепления) и силы трения скольжения, а также понятия о
трении качения и трении верчения.
Многие десятилетия XX века ученые пытались модернизировать законы
Кулона,
учитывая
все
новые
и
новые
результаты
физико-химических
исследований явления трения. Из этих исследований наиболее важными
являются исследования природы трения.
Кратко о природе сухого трения можно сказать следующее. Поверхность
любого
твердого
тела
обладает
микронеровностями,
шероховатостью
[шероховатость поверхности оценивается «классом шероховатости» (14 классов)
– характеристикой качества обработки поверхности: среднеарифметическим
отклонением
профиля
микронеровностей
от
средней
линии
и
высотой
неровностей].
Сопротивление сдвигу вершин микронеровностей в зоне контакта тел –
источник трения. К этому добавляются силы молекулярного сцепления между
частицами,
принадлежащими
разным
телам,
вызывающим
прилипание
поверхностей (адгезию) тел.
Работа внешней силы, приложенной к телу, преодолевающей молекулярное
сцепление и деформирующей микронеровности, определяет механическую
энергию тела, которая затрачивается частично на деформацию (или даже
3) Ш.Кулон (1736-1806) – французский инженер, физик и механик, член Французской академии наук
154

155.

разрушение)
микронеровностей,
частично
на
нагревание
трущихся
тел
(превращается в тепловую энергию), частично на звуковые эффекты – скрип,
шум, потрескивание и т.п. (превращается в акустическую энергию).
В последние годы обнаружено влияние трения на электрическое и
электромагнитное поля молекул и атомов соприкасающихся тел.
Для решения большинства задач классической механики, в которых надо
учесть сухое трение, достаточно использовать те законы сухого трения, которые
открыты Кулоном.
В современной формулировке законы сухого трения (законы Кулона) даются
в следующем виде:
В случае изотропного трения сила трения скольжения тела А по поверхности
тела В всегда направлена в сторону, противоположную скорости тела А
относительно тела В, а сила сцепления (трения покоя) направлена в сторону,
противоположную возможной скорости (рис.2.1, а и б).
Примечание. В случае анизотропного трения линия действия силы трения
скольжения не совпадает с линией действия вектора скорости. (Изотропным
называется сухое трение, характеризующееся одинаковым сопротивлением
движению тела по поверхности другого тела в любом направлении, в противном
случае сухое трение считается анизотропным).
Сила трения скольжения пропорциональна силе давления на опорную
поверхность (или нормальной реакции этой поверхности), при этом коэффициент
трения скольжения принимается постоянным и определяется опытным путем для
каждой пары соприкасающихся тел. Коэффициент трения скольжения зависит от
рода материала и его физических свойств, а также от степени обработки
поверхностей соприкасающихся тел:
FСК
f СК N
(рис. 2.1 в).
155

156.

Y
Y
Fск
tg =fск
N
N
V
Fск
G
X
N
X
G
Fсц
а)
в)
б)
Рис.2.1
Сила сцепления (сила трения покоя) пропорциональна силе давления на
опорную поверхность (или нормальной реакции этой поверхности) и не может
быть
больше
максимального
значения,
определяемого
произведением
коэффициента сцепления на силу давления (или на нормальную реакцию
опорной поверхности):
FСЦ
fСЦ N .
Коэффициент сцепления (трения покоя), определяемый опытным путем в
момент перехода тела из состояния покоя в движение, всегда больше
коэффициента трения скольжения для одной и той же пары соприкасающихся
тел:
f СЦ
f СК .
Отсюда следует, что:
max
FСЦ
FСК
,
поэтому график изменения силы трения скольжения от времени движения
тела, к которому приложена эта сила, имеет вид (рис.2.2).
При переходе тела из состояния покоя в движение сила трения скольжения
за очень короткий промежуток времени
Этим промежутком времени
max до F
изменяется от FСЦ
СК (рис.2.2).
часто пренебрегают.
156

157.

В последние десятилетия экспериментально показано, что коэффициент
трения скольжения зависит от скорости (законы Кулона установлены при
равномерном движении тел в диапазоне невысоких скоростей – до 10 м/с).
fсц
max
Fсц
Fск
fск
V
t
V0
Рис. 2.2
Vкр
Рис. 2. 3
(v)
Эту зависимость качественно можно проиллюстрировать графиком f СК
(рис.2.3).
v0
- значение скорости, соответствующее тому моменту времени, когда
сила FСК достигнет своего нормального значения FСК
vКР
-
критическое
значение
скорости,
f СК N ,
после
которого
происходит
незначительный рост (на 5-7 %) коэффициента трения скольжения.
Впервые этот эффект установил в 1902 г. немецкий ученый Штрибек (этот
эффект впоследствии был подтвержден исследованиями других ученых).
Российский ученый Б.В.Дерягин, доказывая, что законы Кулона, в основном,
справедливы, на основе адгезионной теории трения предложил новую формулу
для определения силы трения скольжения (модернизировав предложенную
Кулоном формулу):
FСК
fСК
N
S p0 .
[У Кулона: FСК
fСК N
А , где величина А не раскрыта].
157

158.

В
формуле
Дерягина:
S – истинная площадь соприкосновения тел
(контактная площадь), р0 - удельная (на единицу площади) сила прилипания или
сцепления, которое надо преодолеть для отрыва одной поверхности от другой.
Дерягин также показал, что коэффициент трения скольжения зависит от
( N ) , причем при
нагрузки N (при соизмеримости сил N и S p0 ) - fСК
увеличении N он уменьшается (бугорки микронеровностей деформируются и
сглаживаются, поверхности тел становятся менее шероховатыми). Однако, эта
зависимость учитывается только в очень тонких экспериментах при решении
задач особого рода.
Во многих случаях S p0
N , поэтому в задачах классической механики, в
которых следует учесть силу сухого трения, пользуются, в основном, законом
Кулона,
а
значения
коэффициента
трения
скольжения
и
коэффициента
сцепления определяют по таблице из справочников физики (эта таблица
содержит
значения
коэффициентов,
установленных
еще
в
1830-х
годах
французским ученым А.Мореном (для наиболее распространенных материалов) и
дополненных более поздними экспериментальными данными. [Артур Морен
(1795-1880) – французский математик и механик, член Парижской академии наук,
автор курса прикладной механики в 3-х частях (1850 г.)].
В случае анизотропного сухого трения линия действия силы трения
скольжения составляет с прямой, по которой направлена скорость материальной
точки угол:
F
arctg n ,
Fτ
где Fn и Fτ - проекции силы трения скольжения FCK на главную нормаль и
касательную к траектории материальной точки, при этом модуль вектора FCK
158

159.

определяется формулой: FCK
Fn2
Fτ2 . (Значения
Fn
и Fτ определяются по
методике Минкина-Доронина).
Трение качения
При качении одного тела по другому участки поверхности одного тела
кратковременно соприкасаются с различными участками поверхности другого
тела, в результате такого контакта тел возникает сопротивление качению.
В конце XIX и в первой половине XX века в разных странах мира были
проведены эксперименты по определению сопротивления качению колеса вагона
или локомотива по рельсу, а также сопротивления качению роликов или шариков
в подшипниках.
В результате экспериментального изучения этого явления установлено, что
сопротивление качению (на примере колеса и рельса) является следствием трех
факторов:
1) вдавливание колеса в рельс вызывает деформацию наружного слоя
соприкасающихся тел (деформация требует затрат энергии);
2)
зацепление
бугорков
неровностей
и
молекулярное
сцепление
(являющиеся в то же время причиной возникновения качения колеса по рельсу);
3) трение скольжения при неравномерном движении колеса (при ускоренном
или замедленном движении).
(Чистое качение без скольжения – идеализированная модель движения).
Суммарное влияние всех трех факторов учитывается общим коэффициентом
трения качения.
Изучая трение качения, как это впервые сделал Кулон, гипотезу абсолютно
твердого тела надо отбросить и рассматривать деформацию соприкасающихся
тел в области контактной площадки.
159

160.

Так как равнодействующая N реакций опорной поверхности в точках зоны
контакта смещена в сторону скорости центра колеса, непрерывно набегающего
на впереди лежащее микропрепятствие (распределение реакций в точках
контакта несимметричное – рис.2.4), то возникающая при этом пара сил N и G (
G - сила тяжести) оказывает сопротивление качению (возникновение качения
Vc
C
N
G
Fск
K
N
K
Рис. 2.4
обязано силе сцепления FСЦ , которая образует вторую составляющую полной
реакции опорной поверхности).
Момент пары сил
N, G
называется моментом сопротивления качению.
Плечо пары сил «к» называется коэффициентом
трения качения. Он имеет размерность длины.
Момент
Fсопр
Vс
C
сопротивления
качению
определяется формулой:
MC
N k,
где N - реакция поверхности рельса, равная
вертикальной нагрузке на колесо с учетом его
Fсц
N
веса.
160
Рис. 2.5

161.

Колесо, катящееся по рельсу, испытывает сопротивление движению, которое
можно отразить силой сопротивления Fсопр , приложенной к центру колеса
(рис.2.5), при этом: Fсопр R N k , где R – радиус колеса,
откуда
Fсопр
N
k
R
N h,
где h – коэффициент сопротивления, безразмерная величина.
Эту формулу предложил Кулон. Так как множитель h
k
R
во много раз
меньше коэффициента трения скольжения для тех же соприкасающихся тел, то
сила Fсопр на один-два порядка меньше силы трения скольжения. (Это было
известно еще в древности).
Впервые в технике машин это использовал Леонардо да Винчи. Он изобрел
роликовый и шариковый подшипники.
Если на рисунке дается картина сил с обозначением силы Fсопр , то силу N
показывают без смещения в сторону скорости (колесо и рельс рассматриваются
условно как абсолютно твердые тела).
Повышение
угловой
скорости
качения
вызывает
рост
сопротивления
качению. Для колеса железнодорожного экипажа и рельса рост сопротивления
качению заметен после скорости колесной пары 100 км/час и происходит по
параболическому закону. Это объясняется деформациями колес и гистерезисными
потерями, что влияет на коэффициент трения качения.
Трение верчения
Fск
Fск
r
О
Трение верчения возникает при вращении тела,
опирающегося на некоторую поверхность. В этом
случае следует рассматривать зону контакта тел, в
Fск
161
Рис. 2.6.

162.

точках которой возникают силы трения скольжения FСК (если контакт происходит
в одной точке, то трение верчения отсутствует – идеальный случай) (рис.2.6).
А
–
зона
контакта
вращающегося
тела,
ось
вращения
которого
перпендикулярна к плоскости этой зоны. Силы трения скольжения, если их
привести к центру круга (при изотропном трении), приводятся к паре сил
сопротивления верчению, момент которой:
М сопр N f ск r ,
где r – средний радиус точек контакта тел;
f ск
- коэффициент трения скольжения (принятый одинаковым для всех
точек и во всех направлениях);
N – реакция опорной поверхности, равная силе давления на эту поверхность.
Трение верчения наблюдается при вращении оси гироскопа (волчка) или оси
стрелки компаса острием и опорной плоскостью. Момент сопротивления
верчению стремятся уменьшить, используя для острия и опоры агат, рубин, алмаз
и другие хорошо отполированные очень прочные материалы, для которых
коэффициент трения скольжения менее 0,05, при этом радиус круга опорной
площадки достигает долей мм. (В наручных часах, например, М сопр менее 5 10
мм).
Таблица коэффициентов трения скольжения и качения.
к (мм)
f ск
Сталь по стали……0,15
Шарик из закаленной стали по стали……0,01
Сталь по бронзе…..0,11
Мягкая сталь по мягкой стали……………0,05
Железо по чугуну…0,19
Дерево по стали……………………………0,3-0,4
Сталь по льду……..0,027
Резиновая шина по грунтовой дороге……10
162
5

163.

Процессы износа контактных поверхностей при трении
Молекулярное сцепление приводит к образованию связей между трущимися
парами. При сдвиге они разрушаются. Из-за шероховатости поверхностей трения
контактирование пар происходит площадками. На площадках с небольшим
давлением имеет место упругая, а с большим давлением - пластическая
деформация. Фактическая площадь соприкасания пар представляется суммой
малых площадок. Размеры площадок контакта достигают 30-50 мкм. При
повышении нагрузки они растут и объединяются. В процессе разрушения
контактных площадок выделяется тепло, и могут происходить химические
реакции.
Различают три группы износа: механический - в форме абразивного износа,
молекулярно-механический - в форме пластической деформации или хрупкого
разрушения
и
коррозийно-механический
-
в
форме
коррозийного
и
окислительного износа. Активным фактором износа служит газовая среда,
порождающая окислительный износ. Образование окисной пленки предохраняет
пары трения от прямого контакта и схватывания.
Важным фактором является температурный режим пары трения. Теплота
обусловливает физико-химические процессы в слое трения, переводящие
связующие в жидкие фракции, действующие как смазка. Металлокерамические
материалы на железной основе способствуют повышению коэффициента трения
и износостойкости.
Важна быстрая приработка трущихся пар. Это приводит к быстрому
локальному износу и увеличению контурной площади соприкосновения тел. При
медленной приработке локальные температуры приводят к нежелательным
местным изменениям фрикционного материала. Попадание пыли, песка и других
инородных частиц из окружающей среды приводит к абразивному разрушению не
только контактируемого слоя, но и более глубоких слоев. Чрезмерное давление,
163

164.

превышающее порог схватывания, приводит к разрушению окисной пленки,
местным
вырывам
материала
с
последующим,
абразивным
разрушением
поверхности трения.
Под нагруженностью фрикционной пары понимается совокупность условий
эксплуатации:
давление
поверхностей
трения,
скорость
относительного
скольжения пар, длительность одного цикла нагружения, среднечасовое число
нагружений, температура контактного слоя трения.
Главные
требования,
предъявляемые
к
трущимся
парам,
включают
стабильность коэффициента трения, высокую износостойкость пары трения,
малые модуль упругости и твердость материала, низкий коэффициент теплового
расширения, стабильность физико-химического состава и свойств поверхностного
слоя,
хорошая
прирабатываемость
фрикционного
материала,
достаточная
механическая прочность, антикоррозийность, несхватываемость, теплостойкость
и другие фрикционные свойства.
Основные
факторы
нестабильности
трения
-
нарушение
технологии
изготовления фрикционных элементов; отклонения размеров отдельных деталей,
даже в пределах установленных допусков; несовершенство конструктивного
исполнения с большой чувствительностью к изменению коэффициента трения.
Абразивный
износ
закономерностям. Износ
фрикционных
пар
подчиняется
следующим
пропорционален пути трения s,
=ks s,
(2.1)
а интенсивность износа— скорости трения
kv
s
(2.2)
Износ не зависит от скорости трения, а интенсивность износа на единицу
пути трения пропорциональна удельной нагрузке р,
s
(2.3)
kp p
164

165.

Мера
интенсивности
износа
рv
не
должна
превосходить
нормы,
определенной на практике (pv<С).
Энергетическая концепция износа состоит в следующем.
Для имеющихся закономерностей износа его величина представляется
интегральной функцией времени или пути трения
t
s
k p pds .
k p pvdt
0
(2.4)
0
В условиях кулонова трения, и в случае kр = const, износ пропорционален
работе сил трения W
kw W
kp
f
s
Fds .
W; W
0
Здесь сила трения F=f N = f p
нормального давления;
(2.5)
; где
f – коэффициент трения, N – сила
- контурная площадь касания пар.
Работа сил трения W переходит в тепловую энергию трущихся пар
E и
окружающей среды Q
W=Q+ E.
Работа сил кулонова трения при гармонических колебаниях s == а sin t за
период колебаний Т == 2л/
определяется силой трения F и амплитудой
колебаний а
W= 4F а.
(2.6)
3. МЕТОДИКА РАСЧЕТА ОДНОБОЛТОВЫХ ФПС
165

166.

3.1. Исходные посылки для разработки методики расчета
ФПС
Исходными посылками для разработки методики расчета ФПС
являются
экспериментальные
нахлесточных
соединений
[13],
исследования
позволяющие
одноболтовых
вскрыть
основные
особенности работы ФПС.
Для выявления этих особенностей в НИИ мостов в 1990-1991 гг.
были выполнены экспериментальные исследования деформирования
нахлесточных соединений такого типа. Анализ полученных диаграмм
деформирования позволил выделить для них 3 характерных стадии
работы, показанных на рис. 3.1.
На первой стадии нагрузка Т не превышает несущей способности
соединения
[Т], рассчитанной как для обычного соединения на
фрикционных высокопрочных болтах.
На второй стадии Т > [Т] и происходит преодоление сил трения по
контактным
плоскостям
соединяемых
элементов
сохраняющих
шайбах
При
болтов
неподвижность
высокопрочных
этом
за
в
при
счет
них
болтов.
деформации
растет
сила
натяжения, и как следствие растут
силы трения по всем плоскостям
контактов.
Рис.3.1. Характерная диаграмма деформирования
ФПС
На
третьей
1 – упругая работа ФПС;
срыв
2 – стадия проскальзывания листов ФПС при
заклиненных шайбах, характеризующаяся ростом 166
натяжения болта вследствие его изгибной деформации;
3 – стадия скольжения шайбы болта,
характеризующаяся интенсивным износом контактных
поверхностей.
стадии
происходит
с места одной из шайб и

167.

дальнейшее взаимное смещение соединяемых элементов. В процессе
подвижки наблюдается интенсивный износ во всех контактных парах,
сопровождающийся падением натяжения болтов и, как следствие,
снижение несущей способности соединения.
В процессе испытаний наблюдались следующие случаи выхода из
строя ФПС:
• значительные взаимные перемещения соединяемых деталей, в
результате которых болт упирается в край овального отверстия и в
конечном итоге срезается;
• отрыв головки болта вследствие малоцикловой усталости;
• значительные пластические деформации болта, приводящие к его
необратимому удлинению и исключению из работы при “обратном
ходе" элементов соединения;
• значительный износ контактных поверхностей, приводящий к
ослаблению болта и падению несущей способности ФПС.
Отмеченные
результаты
экспериментальных
исследований
представляют двоякий интерес для описания работы ФПС. С одной
стороны для расчета усилий и перемещений в элементах сооружений с
ФПС важно задать диаграмму деформирования соединения. С другой
стороны
необходимо
определить
возможность
перехода
ФПС
в
предельное состояние.
Для описания диаграммы деформирования наиболее существенным
представляется
факт
интенсивного
износа
трущихся
элементов
соединения, приводящий к падению сил натяжения болта и несущей
способности соединения. Этот эффект должен определять работу как
стыковых, так и нахлесточных ФПС. Для нахлесточных ФПС важным
167

168.

является
и
дополнительный
рост
сил
натяжения
вследствие
деформации болта.
Для оценки возможности перехода соединения в предельное
состояние необходимы следующие проверки:
а) по предельному износу контактных поверхностей;
б) по прочности болта и соединяемых листов на смятие в случае
исчерпания зазора ФПС u0;
в) по несущей способности конструкции в случае удара в момент
закрытия зазора ФПС;
г) по прочности тела болта на разрыв в момент подвижки.
Если учесть известные результаты [11,20,21,26], показывающие,
что закрытие зазора приводит к недопустимому росту ускорений в
конструкции,
то
проверки
(б)
и
(в)
заменяются
проверкой,
ограничивающей перемещения ФПС и величиной фактического зазора
в соединении u0.
Решение вопроса об износе контактных поверхностей ФПС и
подвижке в соединении должно базироваться на задании диаграммы
деформирования
соединения,
представляющей
зависимость
его
несущей способности Т от подвижки в соединении s. Поэтому получение
зависимости Т(s) является основным для разработки методов расчета
ФПС и сооружений с такими соединениями. Отмеченные особенности
учитываются далее при изложении теории работы ФПС.
3.2. Общее уравнение для определения несущей
способности ФПС
Для построения общего уравнения деформирования ФПС обратимся
к
более
сложному
случаю
168
нахлесточного
соединения,

169.

характеризующегося трехстадийной диаграммой деформирования. В
случае стыкового соединения второй участок на диаграмме Т(s) будет
отсутствовать.
Первая стадия работы ФПС не отличается от работы обычных
фрикционных соединений. На второй и третьей стадиях работы несущая
способность соединения поменяется вследствие изменения натяжения
болта. В свою очередь натяжение болта определяется его деформацией
(на второй стадии деформирования нахлесточных соединений) и
износом трущихся поверхностей листов пакета при их взаимном
смещении.
При
этом
для
теоретического
описания
диаграммы
деформирования воспользуемся классической теорией износа [5, 14,
23], согласно которой скорость износа V пропорциональна силе
нормального давления (натяжения болта) N:
V
(3.1)
K N,
где К— коэффициент износа.
В свою очередь силу натяжения болта N можно представить в виде:
N
N0
здесь
a
EF
l
N1
a
N0 -
N1
(3.2)
N2
начальное -натяжение болта, а - жесткость болта;
, где l - длина болта, ЕF - его погонная жесткость,
k
f(s)-
увеличение
натяжения
болта
вследствие
его
деформации;
N2
( s ) - падение натяжения болта вследствие его пластических
деформаций;
s - величина подвижки в соединении,
- износ в соединении.
Для стыковых соединений обе добавки N1
169
N2
0.

170.

Если пренебречь изменением скорости подвижки, то скорость V
можно представить в виде:
V
d
dt
d ds
ds dt
V ср ,
(3.3)
где V ср — средняя скорость подвижки.
После подстановки (3.2) в (3.1) с учетом (3.3) получим уравнение:
k a
k
N0
к
f(s)
(3.4)
(s) ,
где k K / Vср .
Решение уравнения (3.4) можно представить в виде:
s
k N0 a
1
1 e
kas
e ka( s z ) k
k
f(z)
( z ) dz ,
0
или
s
k
N0 a
1
e
kas
k
k
f(z)
ekazdz
(z)
N0 a 1 .
(3.5)
0
3.3. Решение общего уравнения для стыковых ФПС
Для стыковых соединений общий интеграл (3.5) существенно
упрощается, так как в этом случае N1
функции
и
f(z)
использование
( z ),
входящие
интеграла.
(3.5)
в
(3.5).
позволяет
формулу для определения величины износа
1 e kas
0 , и обращаются в 0
С
учетом
получить
сказанного
следующую
:
(3.6)
k N0 a 1
Падение натяжения
N2
N при этом составит:
170

171.

1 e kas
N
(3.7)
k N0 ,
а несущая способность соединений
определяется по формуле:
T
T0 f
T0
N
1
T0
1 e kas
f
1 e kas
k
N0
a 1
a 1 .
k
(3.8)
Как
Рис.3.2.Падение несущей способности ФПС в
зависимости от величины подвижки для болта 24
мм при коэффициенте износа k=5 10-8Н-1 для
различной толщины листов пакета l
- l=20 мм;
- l=30 мм; - l=40 мм; - l=50 мм;
- l=60 мм; - l=70 мм; - l=40 мм
видно
из
полученной
формулы относительная несущая
способность соединения КТ =Т/Т0
определяется
всего
параметрами
-
двумя
коэффициентом
износа k и жесткостью болта на растяжение а. Эти параметры могут
быть заданы с достаточной точностью и необходимые для этого данные
имеются в справочной литературе.
На рис. 3.2 приведены зависимости КТ(s) для болта диаметром 24 мм
и коэффициента износа
k~5×10-8 H-1 при различных значениях
толщины пакета l, определяющей жесткость болта а. При этом для
наглядности несущая способность соединения Т отнесена к своему
начальному значению T0, т.е. графические зависимости представлены в
безразмерной форме. Как видно из рисунка, с ростом толщины пакета
падает
влияние
несущую
износа
способность
листов
на
соединений.
В
целом падение несущей способности
соединений весьма существенно и при
реальных
2 3см
Рис.3.3. Падение несущей способности ФПС в
зависимости от величины подвижки для болта
24 мм при коэффициенте износа k=3 10-8Н-1 для
различной толщины листов пакета l
- l=20 мм; - l=30 мм; - l=40 мм;
- l=50 мм; - l=60 мм; - l=70 мм; - l=80 мм
составляет
соединений
171
величинах
подвижки
s
для
стыковых
80-94%.
Весьма

172.

существенно на характер падений несущей способности соединения
сказывается коэффициент износа k. На рис.3.3 приведены зависимости
несущей способности соединения от величины подвижки s при k~3×108
H-1.
Исследования показывают, что при k > 2 10-7 Н-1 падение несущей
способности соединения превосходит 50%. Такое падение натяжения
должно
приводить
к
существенному
росту
взаимных
смещений
соединяемых деталей и это обстоятельство должно учитываться в
инженерных расчетах. Вместе с тем рассматриваемый эффект будет
приводить к снижению нагрузки, передаваемой соединением. Это
позволяет при использовании ФПС в качестве сейсмоизолирующего
элемента конструкции рассчитывать усилия в ней, моделируя ФПС
демпфером сухого трения.
3.4. Решение общего уравнения для нахлесточных ФПС
Для нахлесточных ФПС общее решение (3.5) определяется видом
функций f(s) и
>(s).Функция f(s) зависит от удлинения болта
вследствие искривления его оси. Если принять для искривленной оси
аппроксимацию в виде:
u( x )
s sin
x
,
2l
(3.9)
где x — расстояние от середины болта до рассматриваемой точки
(рис. 3.3), то длина искривленной оси стержня составит:
1
2
L
du
dx
1
1
1
2
s2 2
8l 2
1
2
cos 2
1
1
2
2
dx
1 s
1
1
2
4l
cos
2l
1
1
2
x
dx 1
2l
2
dx
s2 2
.
8l
2
172
2
s2 2
8l 2
cos
x
dx
2l

173.

Удлинение болта при этом определится по формуле:
s2 2
.
8l
l L l
(3.10)
Учитывая, что приближенность представления (3.9) компенсируется
k,
коэффициентом
который
может
быть
определен
из
экспериментальных данных, получим следующее представление для
f(s):
f(s)
s2
l
.
Для дальнейшего необходимо учесть, что деформирование тела
болта будет иметь место лишь до момента срыва его головки, т.е. при s
< s0. Для записи этого факта воспользуемся единичной функцией
Хевисайда :
f(s)
s2
( s s0 ).
l
(3.11)
Перейдем теперь к заданию функции
(s). При этом необходимо
учесть следующие ее свойства:
1. пластика проявляется лишь при превышении подвижкой s
некоторой величины Sпл, т.е. при Sпл<s<S0.
2. предельное натяжение стержня не превосходит усилия Nт, при
котором напряжения в стержне достигнут предела текучести, т.е.:
lim ( N0
кf ( s )
( s )) 0 .
(3.12)
s
Указанным условиям удовлетворяет функция (s) следующего вида:
(s)
N пл ( NТ
N пл ) ( 1 e q( s Sпл ) )
1
( s s0 )
( s S пл).
(3.13)
Подстановка выражений (3.11, 3.12) в интеграл (3.5) приводит к
следующим зависимостям износа листов пакета
при s<Sпл
173
от перемещения s:

174.

N0
( 1 e k1as )
a
s
k 2
s
al
2
s
k1a
2
k1a
2
(3.14)
1 e k1as ,
при Sпл< s<S0
(s)
I
N
( Sпл ) k1( T 1 ek1a( S пл s )
k1a
NT N пл
k1 a
(3.15)
e ( S пл s ) e k1a( S пл s ) ),
при s<S0
(s)
II ( S )
0
Несущая
N ( S0 )
( 1 e k 2 a( s S0 ) ).
a
способность
(3.16)
соединения
определяется
при
этом
выражением:
T
T0
fv a
(3.17)
.
Здесь fv— коэффициент трения, зависящий в общем случае от
скорости подвижки v. Ниже мы используем наиболее распространенную
зависимость коэффициента трения от скорости, записываемую в виде:
f
f0
,
1 kvV
(3.18)
где kv — постоянный коэффициент.
Предложенная
зависимость
содержит
9
неопределенных
параметров:
k1, k2, kv, S0, Sпл, q, f0, N0, и k0. Эти параметры должны определяться
из данных эксперимента.
В отличие от стыковых соединений в формуле (3.17) введено два
коэффициента износа - на втором участке диаграммы деформирования
износ определяется трением между листами пакета и характеризуется
коэффициентом износа k1, на третьем участке износ определяется
трением между шайбой болта и наружным листом пакета; для его
описания введен коэффициент износа k2.
174

175.

На
рис.
3.4
приведен
пример
теоретической
диаграммы
деформирования при реальных значениях параметров k1 = 0.00001; k2
=0.000016; kv = 0.15; S0 = 10 мм; Sпл = 4 мм; f0 = 0.3; N0 = 300 кН. Как
видно
из
рисунка,
теоретическая
диаграмма
деформирования
соответствует описанным выше экспериментальным диаграммам.
Рис. 3.4
Теоретическая диаграмма деформирования ФПС
175

176.

26
4. АНАЛИЗ ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНЫХ
ИССЛЕДОВАНИЙ РАБОТЫ ФПС
Для анализа работы ФПС и сооружений с такими соединениями необходимы
фактические
данные
о
параметрах
исследуемых
соединений.
Экспериментальные
исследования работы ФПС достаточно трудоемки, однако в 1980-85 гг. такие исследования
были начаты в НИИ мостов А.Ю.Симкиным [3,11]. В частности, были получены записи Т(s)
для нескольких одноболтовых и четырехболтовых соединений.
Для анализа поведения ФПС были испытаны соединения с болтами диаметром 22, 24,
27 и 48 мм. Принятые размеры образцов обусловлены тем, что диаметры 22, 24 и 27 мм
являются наиболее распространенными. Однако при этом в соединении необходимо
размещение слишком большого количества болтов, и соединение становится громоздким.
Для уменьшения числа болтов необходимо увеличение их диаметра. Поэтому было
рассмотрено ФПС с болтами наибольшего диаметра 48 мм. Общий вид образцов показан на
рис. 4.1.
Рис. 4.1 Общий вид образцов ПС с болтами
48 мм
Пластины ФПС были выполнены из толстолистовой стали марки 10ХСНД.
Высокопрочные болты были изготовлены тензометрическими из стали 40Х "селект" в
соответствии с требованиями [6]. Контактные поверхности пластин были обработаны
протекторной цинкосодержащей грунтовкой ВЖС-41 после дробеструйной очистки. Болты
были предварительно протарированы с помощью электронного пульта АИ-1 и при сборке
176
соединений натягивались по этому же пульту в соответствии с тарировочными
зависимостями ручным ключом на заданное усилие натяжения N0.
4.

177.

АНАЛИЗ ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНЫХ
ИССЛЕДОВАНИЙ РАБОТЫ ФПС
Для анализа работы ФПС и сооружений с такими соединениями
необходимы
фактические
данные
о
параметрах
исследуемых
соединений. Экспериментальные исследования работы ФПС достаточно
трудоемки, однако в 1980-85 гг. такие исследования были начаты в
НИИ мостов А.Ю.Симкиным [3,11]. В частности, были получены записи
Т(s) для нескольких одноболтовых и четырехболтовых соединений.
Для анализа поведения ФПС были испытаны соединения с болтами
диаметром
22,
24,
27
и
48
мм.
Принятые
размеры
образцов
обусловлены тем, что диаметры 22, 24 и 27 мм являются наиболее
распространенными.
Однако при
этом
в
соединении
Рис. 4.1 Общий вид образцов
размещение слишком большого количества болтов,
ПС с болтами 48 мм
необходимо
и соединение
становится громоздким. Для уменьшения числа болтов необходимо
177

178.

увеличение их диаметра. Поэтому было рассмотрено ФПС с болтами
наибольшего диаметра 48 мм. Общий вид образцов показан на рис. 4.1.
Пластины ФПС были выполнены из толстолистовой стали марки
10ХСНД. Высокопрочные болты были изготовлены тензометрическими
из стали 40Х "селект" в соответствии с требованиями [6]. Контактные
поверхности
пластин
были
обработаны
протекторной
цинкосодержащей грунтовкой ВЖС-41 после дробеструйной очистки.
Болты были предварительно протарированы с помощью электронного
пульта АИ-1 и при сборке соединений натягивались по этому же пульту
в соответствии с тарировочными зависимостями ручным ключом на
заданное усилие натяжения N0.
Испытания проводились на пульсаторах в НИИ мостов и на
универсальном динамическом стенде УДС-100 экспериментальной базы
ЛВВИСКУ. В испытаниях на стенде импульсная нагрузка на ФПС
обеспечивалась путем удара движущейся массы М через резиновую
прокладку в рабочую тележку, связанную с ФПС жесткой тягой. Масса и
скорость тележки, а также жесткость прокладки подбирались таким
образом, чтобы при неподвижной рабочей тележке получился импульс
силы с участком, на котором сила сохраняет постоянное значение,
длительностью около 150 мс. Амплитудное значение импульса силы
подбиралось из условия некоторого превышения несущей способности
ФПС. Каждый образец доводился до реализации полного смещения по
овальному отверстию.
Во
время
испытаний
на
стенде
и
пресс-пульсаторах
контролировались следующие параметры:
• величина динамической продольной силы в пакете ФПС;
• взаимное смещение пластин ФПС;
178

179.

• абсолютные скорости сдвига пластин ФПС;
• ускорение движения пластин ФПС и ударные массы (для
испытаний на стенде).
После
каждого
нагружения
проводился
замер
напряжения
высокопрочного болта.
Из полученных в результате замеров данных наибольший интерес
представляют для нас зависимости продольной силы, передаваемой на
соединение (несущей способности ФПС), от величины подвижки S. Эти
зависимости
могут
быть
получены
теоретически
по
формулам,
приведенным выше в разделе 3. На рисунках 4.2 - 4.3 приведено
графическое
Рис. 4.2, 4.3 Экспериментальные диаграммы деформирования
ФПС для болтов 22 мм и 24 мм.
представление
полученных
диаграмм
деформирования
ФПС.
Из
рисунков видно, что характер зависимостей Т(s) соответствует в целом
принятым
гипотезам
и
результатам
теоретических
построений
предыдущего раздела. В частности, четко проявляются три участка
деформирования
соединения,
соединения:
после
до
проскальзывания
проскальзывания
листов
пакета
элементов
и
после
проскальзывания шайбы относительно наружного листа пакета. Вместе
179

180.

с
тем,
необходимо
отметить
существенный
разброс
полученных
диаграмм. Это связано, по-видимому, с тем, что в проведенных
испытаниях принят наиболее простой приемлемый способ обработки
листов
пакета.
полученные
Несмотря
диаграммы
на
наличие
оказались
существенного
пригодными
для
разброса,
дальнейшей
обработки.
В
результате
предварительной
обработки
экспериментальных
данных построены диаграммы деформирования нахлесточных ФПС. В
соответствии с ранее изложенными теоретическими разработками эти
диаграммы должны описываться уравнениями вида (3.14). В указанные
уравнения входят 9 параметров:
N0— начальное натяжение; f0 — коэффициент трения покоя;
k0
—
коэффициент,
определяющий
влияние
скорости
на
коэффициент трения скольжения;
k1— коэффициент износа по контакту трущихся листов пакета;
k2— коэффициент износа по контакту листа и шайбы;
Sпл — предельное смещение, при котором возникают пластические
деформации в теле болта;
S0— предельное смещение, при котором возникает срыв шайбы
болта относительно листа пакета;
к — коэффициент, характеризующий увеличение натяжения болта
вследствие геометрической нелинейности его работы;
q — коэффициент, характеризующий уменьшение натяжения болта
вследствие его пластической работы.
Обработка экспериментальных данных заключалась в определении
этих 9 параметров. При этом параметры варьировались на сетке их
возможных значений. Для каждой девятки значений параметров по
180

181.

методу наименьших квадратов вычислялась величина невязки между
расчетной и экспериментальной диаграммами деформирования, причем
невязка
суммировалась
по
точкам
цифровки
экспериментальной
диаграммы.
Для поиска искомых значений параметров для болтов диаметром 24
мм последние варьировались в следующих пределах:
k1, k2— от 0.000001 до 0.00001 с шагом 0.000001 Н; kv— от 0 до 1 с
шагом 0.1 с/мм;
S0 — от величины Sпл до 25 с шагом 1 мм; Sпл — от 1 до 10 с шагом 1
мм;
q— от 0.1 до 1 с шагом 0.1 мм~1; f0— от 0.1 до 0.5 с шагом 0.05;
N0— от 30 до 60 с шагом 5 кН; к — от 0.1 до 1 с шагом 0.1;
На
рис. 4.4
и
4.5
привед
ены
характе
рные
Рис.4.4
деформирования
соответствующие
диагра
Рис. 4.5
ФПС,
им
ммы
полученные
теоретические
экспериментально
диаграммы.
и
Сопоставление
расчетных и натурных данных указывают на то, что подбором
параметров ФПС удается добиться хорошего совпадения натурных и
расчетных диаграмм деформирования ФПС. Расхождение диаграмм на
конечном их участке обусловлено резким падением скорости подвижки
181

182.

перед остановкой, не учитываемым в рамках предложенной теории
расчета ФПС. Для болтов диаметром 24 мм было обработано 8
экспериментальных
определения
диаграмм
параметров
деформирования.
соединения
для
каждой
Результаты
из
подвижек
приведены в таблице 4.1.
Таблица 4.1
Результаты определения параметров ФПС
параметры k1106, k2
k,
S0, SПЛ
q,
f0 N0, к
1
6
-1
N подвижки кН10 , с/мм мм мм мм
кН
1
кН1
11
32
0.25 11
9 0.0000 0.34 105 260
2
8
15
0,24 8
7 0.0004
0.36 152 90
1
3
12
27
0.44 13.5 11.2 0.0001
0.39 125 230
4
4
7
14
0.42 14.6 12 0.0001
0.29 193 130
2
5
14
35
0.1
8 4.2 0.0006
0.3 370 310
1
6
6
11
0.2 12
9 0.0000 0.3 120 100
7
8
20
0.2 19 16 0.0000
0.3 106 130
2
8
8
15
0.3
9 2.5 0.0002
0.35
154 75
1
8
Приведенные в таблице 4.1 результаты вычислений параметров
соединения
были
статистически
обработаны
и
получены
математические ожидания и среднеквадратичные отклонения для
каждого из параметров. Их значения приведены в таблице 4.2. Как
видно из приведенной таблицы, значения параметров характеризуются
значительным
разбросом.
Этот
факт
затрудняет
применение
одноболтовых ФПС с рассмотренной обработкой поверхности (обжиг
листов
пакета).
Вместе
с
тем,
переход
от
одноболтовых
к
многоболтовым соединениям должен снижать разброс в параметрах
диаграммы деформирования.
Таблица. 4.2.
Результаты статистической обработки значений параметров ФПС
182

183.

Значения параметров
Параметры
математическо среднеквадратичн
соединени
е
ое
6я
1
ожидание
отклонение
k1 10 , КН9.25
2.76
6
1
k2 10 , кН21.13
9.06
kv с/мм
0.269
0.115
S0, мм
11.89
3.78
Sпл , мм
8.86
4.32
-1
q, мм
0.00019
0.00022
f0
0.329
0.036
Nо,кН
165.6
87.7
165.6
88.38
5. ОЦЕНКА ПАРАМЕТРОВ ДИАГРАММЫ
ДЕФОРМИРОВАНИЯ МНОГОБОЛТОВЫХ
ФРИКЦИОННО-ПОДВИЖНЫХ СОЕДИНЕНИЙ (ФПС)
5.1. Общие положения методики расчета
многоболтовых ФПС
Имеющиеся теоретические и экспериментальные исследования
одноболтовых ФПС позволяют перейти к анализу многоболтовых
соединений. Для упрощения задачи примем широко используемое в
исследованиях фрикционных болтовых соединений предположение о
том, что болты в соединении работают независимо. В этом случае
математическое ожидание несущей способности T и дисперсию DT (или
среднеквадратическое отклонение
T( s )
T
) можно записать в виде:
T ( s , 1 , 2 ,... k ) p1( 1 ) p2 ( 2 )...pk ( k )d 1d 2 ...d k
183
(5.1)

184.

(T
DT
T )2 p1 p2 ...pk d 1d 2 ...d k
(5.2)
... T 2 p1 p2 ...pk d 1d 2 ...d k
T
T
2
(5.3)
DT
В приведенных формулах:
T ( s , 1 , 2 ,... k ) - найденная выше зависимость несущей способности T
от подвижки s и параметров соединения
i;
в нашем случае в качестве
выступают коэффициент износа k, смещение при срыве
параметров
соединения S0 и др.
pi(ai) — функция плотности распределения i-го параметра; по
имеющимся данным нам известны лишь среднее значение
i
и их
стандарт (дисперсия).
Для дальнейших исследований приняты два возможных закона
распределения параметров ФПС: равномерное в некотором возможном
диапазоне изменения параметров
учесть,
что
в
предыдущих
математических ожиданий
i
min
i
max
исследованиях
и стандарта
i,
и нормальное. Если
получены
то соответствующие
функции плотности распределения записываются в виде:
а) для равномерного распределения
pi
1
при
2 i 3
3
(5.4)
3
и pi = 0 в остальных случаях;
б) для нормального распределения
pi
1
i 2
e
i ai
2 i2
2
(5.5)
.
184
величины

185.

Результаты расчетного определения зависимостей T(s) и
(s) при
двух законах распределения сопоставляются между собой, а также с
данными натурных испытаний двух, четырех, и восьми болтовых ФПС.
5.2. Построение уравнений деформирования стыковых
многоболтовых ФПС
Для
вычисления
несущей
способности
соединения
сначала
рассматривается более простое соединение встык. Такое соединение
характеризуется
всего
двумя
параметрами
-
начальной
несущей
способностью Т0 и коэффициентом износа k. При этом несущая
способность одноболтового соединения описывается уравнением:
T=Toe-kas .
(5.6)
В случае равномерного распределения математическое ожидание
несущей способности соединения из п болтов составит:
T0
T
T
3
n
k
T
3
T
3
e kas
T
T0
T
3
k
dk
dT
2 k 3
2 T 3
(5.7)
sh( sa k 3 )
nT0 e kas
.
sa k
При нормальном законе распределения математическое ожидание
несущей способности соединения из п болтов определится следующим
образом:
( k k )2
( T T )2
T
T e kas
n
1
T 2
e
2 T2
1
k 2
e
2 k2
( k k )2
( T T )2
1
n
T
2
Te
2 T2
dkdT
1
dT
k
2
e kase
185
2 k2
dk .

186.

Если
учесть,
что
математическим
для
любой
ожиданием
случайной
функцией
x
величины
с
x
р(х}
распределения
выполняется соотношение:
x
x p( x ) dx ,
то первая скобка. в описанном выражении для вычисления несущей
способности
Т
соединения
равна
математическому
ожиданию
начальной несущей способности Т0. При этом:
T
kas
1
nT0
2 k2
e
2
k
( k k )2
dk .
Выделяя в показателе степени полученного выражения полный
квадрат, получим:
T
1
nT0
k k as k2
2 k2
e
k 2
as k2
as k
1
nT0
k
2
2
e
e
Подынтегральный
1
множителя
k
2
2
as k
as k2
2
dk
k k as k2
2 k2
член
в
2
dk .
полученном
выражении
с
учетом
представляет не что иное, как функцию плотности
нормального распределения с математическим ожиданием k as
среднеквадратичным отклонением
k
и выражение для
несущей способности соединения принимает окончательный вид:
ask
T
nT0 e
2
.
(5.8)
186
и
. По этой причине интеграл в
полученном выражении тождественно равен 1
a 2 s 2 k2
2
k

187.

Соответствующие принятым законам распределения дисперсии
составляют:
для равномерного закона распределения
D
2
nT0 e 2 ask
1
2
T
2
T0
где F ( x ) shx ; x sa
x
F( 2 x )
k
(5.9)
F ( x )2 ,
3
для нормального закона распределения
D n T0
2
где A1
2
T
( A1 ) e A1
1
T0
2
2
1 A
e 1
2
( A)
,
(5.10)
полученные
зависимости
2as( k2 as k ).
Представляет
интерес
сопоставить
с
аналогичными зависимостями, выведенными выше для одноболтовых
соединений.
Рассмотрим,
прежде
всего,
характер
изменения
несущей
способности ФПС по мере увеличения подвижки s и коэффициента
износа
k
для
случая
использования
равномерного
закона
распределения в соответствии с формулой (5.4). Для этого введем по
аналогии с (5.4) безразмерные характеристики изменения несущей
способности:
относительное падение несущей способности
1
kas
T
nT0
e
sh( x )
x .
коэффициент
перехода
(5.11)
от
одноболтового
к
многоболтовому
соединению
T
1
nT0 e
kas
sh( x )
.
x
(5.12)
187

188.

Наконец
отклонения
для
с
величины
среднеквадратичного
с использованием формулы (5.9) нетрудно получить
1
kas n
nT0 e
1
относительной
1
2
T
2
T0
sh 2 x
2x
shx
x
2
(5.13)
.
Аналогичные зависимости получаются и для случая нормального
распределения:
1 A
e 1
2
2
2
1
e
2
2
1
n
( A) ,
2 2
k s kas
2
1
1
2
T
2
T0
1
(5.14)
( A) ,
( A1 ) e A1
(5.15)
1 A
e 1
2
2
( A)
(5.16)
,
где
A
2 2
ks
2
2 s ka ,
A1
2 As( k2 sa
k ),
( A)
2
A
2
e z dz .
0
На рис. 5.1 - 5.2 приведены зависимости
i
и
i от
величины
подвижки s. Кривые построены при тех же значениях переменных, что
использовались нами ранее при построении зависимости T/T0 для
одноболтового соединения. Как видно из рисунков, зависимости
i
( k ,s )
аналогичны зависимостям, полученным для одноболтовых соединений,
но характеризуются большей плавностью, что должно благоприятно
сказываться на работе соединения и конструкции в целом.
Особый интерес представляет с нашей точки зрения зависимость коэффициента перехода
i
( k , a , s ) . По
своему смыслу математическое ожидание несущей способности многоболтового соединения T получается из
несущей способности одноболтового соединения Т1 умножением на , т.е.:
T
(5.17)
T1
188

189.

Согласно (5.12)
lim x
ожидания коэффициента износа
k
k
. В частности,
1
1
при неограниченном увеличении математического
k или смещения s. Более того, при выполнении условия
3
(5.18)
будет иметь место неограниченный рост несущей способности ФПС с увеличением подвижки s, что
противоречит смыслу задачи.
Полученный результат ограничивает возможность применения равномерного распределения условием
(5.18).
Что касается нормального распределения, то возможность его применения определяется пределом:
lim
s
2
1
lim e( kas
2s
A)
1
( A) .
Для анализа этого предела учтем известное в теории вероятности соотношение:
lim 1
x
x
1
lim
e
x
2
x2
2
1
.
x
189

190.

1=
а)
2=Т/nT0
S, мм
Подвижка S, мм
Рис.5.1. Графики зависимости расчетного снижения несущей способности ФПС от величины подвижки в
соединении при различной толщине пакета листов l
190

191.

а) при использовании равномерного закона распределения параметров ФПС
б) при использовании нормального закона распределения параметров ФПС
● - l=20мм; ▼- l=30мм; □ - l=40мм; - l=50мм; - l=60мм; ○ - l=70мм;
191
- l=80мм;

192.

1
а)
S, мм
Коэффициент перехода
2
б)
Подвижка S, мм
192

193.

Рис.5.2. Графики зависимости коэффициента перехода от одноболтового к многоболтовому ФПС от
величины подвижки в соединении при различной толщине пакета листов l
а) при использовании равномерного закона распределения параметров ФПС
б) при использовании нормального закона распределения параметров ФПС
● - l=20мм;
- l=30мм; □ - l=40мм; - l=50мм; - l=60мм; ○ - l=70мм;
- l=80мм
С учетом сказанного получим:
lim
s
2
1
lim e kas
s
2
A
1
e
2
A2
2
1
A
0.
(5.19)
Предел (5.19) указывает на возможность применения нормального закона распределения при любых
соотношениях
k и k.
Результаты обработки экспериментальных исследований, выполненные ранее, показывают, что разброс
значений несущей способности ФПС для случая обработки поверхностей соединяемых листов путем нанесения
грунтовки ВЖС достаточно велик и достигает 50%. Однако даже в этом случае применение ФПС вполне
приемлемо, если перейти от одноболтовых к многоболтовым соединениям. Как следует из полученных формул
(5.13, 5.16), для среднеквадратичного отклонения
1
последнее убывает пропорционально корню из числа
болтов. На рисунке 5.3 приведена зависимость относительной величины среднеквадратичного отклонения
1
от
безразмерного параметра х для безразмерной подвижки 2-х, 4-х, 9-ти и 16-ти болтового соединений. Значения
T
и T0 приняты в соответствии с данными выполненных экспериментальных исследований. Как видно из графика,
уже для 9-ти болтового соединения разброс значений несущей способности Т не превосходит 25%, что следует
считать вполне приемлемым.
193

194.

Рис.5.3. Зависимость относительного разброса несущей
способности ФПС от величины подвижки при различном
числе болтов n
5.3. Построение уравнений деформирования
нахлесточных многоболтовых соединений
Распространение использованного выше подхода на расчет нахлесточных соединений достаточно
громоздко из-за большого количества случайных параметров, определяющих работу соединения. Однако с
практической точки зрения представляется важным учесть лишь максимальную силу трения Тmax, смещение при
срыве соединения S0 и коэффициент износа k. При этом диаграмма деформирования соединения между точками
(0,Т0) и (S0, Tmax) аппроксимируется линейной зависимостью. Для учета излома графика T(S) в точке S0 введена
функция
:
S , S0
1 при 0
S
0 при S
S0
S0
(5.20)
При этом диаграмма нагружения ФПС описывается уравнением:
T ( S ) T1( S , S0 ,T0 ,Tmax ) ( S , S0 ) T2 ( S ,Tmax ,k ,S0 ) 1
194
( S , S0 ) ,
(5.21)

195.

где T1( S ) T0
( Tmax
T0 )
S
,
S0
T2 ( S ) Tmax e ka( S S0 ) .
Математическое ожидание несущей способности нахлесточного соединения из n болтов определяется
следующим интегралом:
T
n
T ( S ) p( k ) p( S0 ) p( Tmax ) dk dS0 dT0 dTmax
n I1
I2
(5.22)
k S0 T0 Tmax
Обратимся сначала к вычислению первого интеграла. После подстановки в (5.22) представления для Т1
согласно (5.20) интеграл I1 может быть представлен в виде суммы трех интегралов:
I1
T0
( Tm ax T0 )
S0 T0 Tmax
dS 0 dT0 dTm ax
I 1,1
I 1,2
s
S0
s , S 0 p( S 0 ) p( T0 ) p( Tm ax )
I 1,3
(5.23)
где
I1,1
T0 p( T0 ) ( s , S0 )p( S0 ) p( T0 ) p( Tmax )dTmax dS0 dT0
S0 T0 Tmax
T0 p( T0 )dT0
T0
s , S0 p( S0 )dS0
S0
Tmax p( Tmax )dTmax
Tmax
Если учесть, что для любой случайной величины x выполняются соотношения:
xp( x )dx
p( x )dx
1
x,
и
то получим
I 1,1 T
( s ,S0 )p( S0 ) dS0 .
S0
Аналогично
195

196.

I1,2
Tmax
S0 T0 Tmax
T max
S0
( s , S0 )
p( S0 ) dS0 .
S0
I1,3
T0
S0 T0 Tmax
T0
S0
s
( s , S0 )p( S0 ) p( T0 ) p( Tmax ) dS0 dT0 dTmax
S0
s
( s , S0 )p( S0 ) p( T0 ) p( Tmax ) dS0 dT0 dTmax
S0
( s , S0 )
p( S0 ) dS0 .
S0
Если ввести функции
1( s )
( s , S0 ) p( S0 ) dS0
(5.24)
и
( s , S0 )
p( S0 ) dS0 ,
S0
1( s )
(5.25)
то интеграл I1 можно представить в виде:
I1 T 1( s ) ( T max
(5.26)
T 0 )s 2 ( s ).
Если учесть, что на первом участке s < S0, то с учетом (5.20) формулы (5.24) и (5.25) упростятся и примут вид:
1( s )
p( S0 )dS0
(5.27)
s
2( s )
s
p( S0 )
dS0 .
S0
(5.28)
Для нормального распределения p(S0) функция
функция
записывается в виде:
196
1
1 erf ( s ) ,
а

197.

( S0 S 0 ) 2
2 s2
e
2
s
(5.29)
dS0 .
S0
Для равномерного распределения функции
1
и
2
могут быть
представлены аналитически:
1 при s
1
S0
S0
s при S 0
s 3
0 при s
1
2 s 3
1
2
ln
ln
s 3
S0
s 3
S0
s 3
s 3
S0
при s
S0
при S 0
s
2 s 3
0 при s
S0
(5.30)
s 3
s 3.
S0
S0
s 3 s
s 3
s 3 s
S0
(5.31)
s 3
s 3
Аналитическое представление для интеграла (5.23) весьма сложно.
Для
большинства
видов
распределений
его
целесообразно
табулировать; для равномерного распределения интегралы I1 и I2
представляются в замкнутой форме:
T0
I1
( T max
1
2 s 3
T0 )
T 0 S0
S
2 s 3
s
3
при
0 при
0 при S
I2
Tm
2 s 3
S
S0
S0
s
ln
S0
s
3
S0
s
3
S ln
S0
S0
s
при
3
3
S
S0
s
причем F ( x ) Ei ax( k
s
T 0 )S ln
3
S0
s
s
3
(5.32)
3
3
s 3
F( S ) F( s 3 )
S0
( T max
s
s
S
при S
k
3)
S0
(5.33)
s 3,
Ei ax( k
интегральная показательная функция.
197
k
3 ) . В формулах (5.32, 5.33) Ei -

198.

Полученные
экспериментальных
формулы
подтверждены
исследований
многоболтовых
результатами
соединений
и
рекомендуются к использованию при проектировании сейсмостойких
конструкций с ФПС.
198

199.

42
6. РЕКОМЕНДАЦИИ ПО ТЕХНОЛОГИИ
ИЗГОТОВЛЕНИЯ ФПС И СООРУЖЕНИЙ С
ТАКИМИ СОЕДИНЕНИЯМИ
Технология изготовления ФПС включает выбор материала элементов соединения,
подготовку контактных поверхностей, транспортировку и хранение деталей, сборку
соединений. Эти вопросы освещены ниже.
6.1. Материалы болтов, гаек, шайб и покрытий
контактных поверхностей стальных деталей ФПС
и опорных поверхностей шайб
Для ФПС следует применять высокопрочные болты по ГОСТ 553-77, гайки по ГОСТ
22354-74, шайбы по ГОСТ 22355-75 с обработкой опорной поверхности по указаниям
раздела 6.4 настоящего пособия. Основные размеры в мм болтов, гаек и шайб и расчетные
площади поперечных сечений в мм2 приведены в табл.6.1.
Таблица 6.1.
Номиналь
Расчетная
Высота
Высота
ный
площадь
головки
гайки
12
15
диаметр по сечения
телу по резьбе
по
болта
16
201
157
Размер
Диаметр
Размеры шайб
Толщина
Диаметр
под ключ опис.окр.
внутр.
нар.
гайки
27
29,9
4
18
37
18
255
192
13
16
30
33,3
4
20
39
20
314
245
14
18
32
35,0
4
22
44
22
380
303
15
19
36
39,6
6
24
50
24
453
352
17
22
41
45,2
6
26
56
27
573
459
19
24
46
50,9
6
30
66
30
707
560
19
24
46
50,9
6
30
66
36
1018
816
23
29
55
60,8
6
39
78
42
1386
1120
26
34
65
72,1
8
45
90
48
1810
1472
30
38
75
83,4
8
52
100
Полная длина болтов в случае использования шайб по ГОС 22355-75 назначается в
соответствии с данными табл.6.2.
199
6.

200.

РЕКОМЕНДАЦИИ ПО ТЕХНОЛОГИИ ИЗГОТОВЛЕНИЯ ФПС И
СООРУЖЕНИЙ С ТАКИМИ СОЕДИНЕНИЯМИ
Технология
элементов
изготовления
соединения,
ФПС
включает
подготовку
выбор
контактных
материала
поверхностей,
транспортировку и хранение деталей, сборку соединений. Эти вопросы
освещены ниже.
6.1.
Материалы болтов, гаек, шайб и покрытий
контактных поверхностей стальных деталей ФПС и
опорных поверхностей шайб
Для ФПС следует применять высокопрочные болты по ГОСТ 553-77,
гайки по ГОСТ 22354-74, шайбы по ГОСТ 22355-75 с обработкой опорной
поверхности по указаниям раздела 6.4 настоящего пособия. Основные
размеры в мм болтов, гаек и шайб и расчетные площади поперечных
сечений в мм2 приведены в табл.6.1.
Таблица 6.1.
Номина Расчетная
льный
диаметр
болта
Высота Высот Разме Диамет
площадь головк
сечения
и
а
р под
р
Размеры шайб
Диаметр
внут нар.
на
Толщи
гайки ключ опис.ок
по
р.
р. гайки
по телу по
16
201 резьбе
157
12
15
27
29,9
4
18
37
18
255 192
13
16
30
33,3
4
20
39
20
314 245
14
18
32
35,0
4
22
44
22
380 303
15
19
36
39,6
6
24
50
200

201.

24
453 352
17
22
41
45,2
6
26
56
27
573 459
19
24
46
50,9
6
30
66
30
707 560
19
24
46
50,9
6
30
66
36
1018 816
23
29
55
60,8
6
39
78
42
1386 1120
26
34
65
72,1
8
45
90
48
1810 1472
30
38
75
83,4
8
52
100
Полная длина болтов в случае использования шайб по ГОС 22355-75
назначается в соответствии с данными табл.6.2.
Таблица 6.2.
Номинальна Длина резьбы 10 при номинальном диаметре
16 18 20 22 24 27 30 36 42 48
я
длина резьбы d
40
*
45
38 *
стержня
50
38 42 *
55
38 42 46 *
60
38 42 46 50 *
65
38 42 46 50 54
70
38 42 46 50 54 60
75
38 42 46 50 54 60 66
80
38 42 46 50 54 60 66
85
38 42 46 50 54 60 66
90
38 42 46 50 54 60 66 78
95
38 42 46 50 54 60 66 78
100
38 42 46 50 54 60 66 78
105
38 42 46 50 54 60 66 78 90
110
38 42 46 50 54 60 66 78 90 102
115
38 42 46 50 54 60 66 78 90 102
120
38 42 46 50 54 60 66 78 90 102
125
38 42 46 50 54 60 66 78 90 102
130
38 42 46 50 54 60 66 78 90 102
140
38 42 46 50 54 60 66 78 90 102
150
38 42 46 50 54 60 66 78 90 102
160,
170,
190,
200, 44 48 52 56 60 66 72 84 96 108
180
240,260,280,
220
Примечание:
знаком * отмечены болты с резьбой по всей длине стержня.
300
201

202.

Для консервации контактных поверхностей стальных деталей
следует применять фрикционный грунт ВЖС 83-02-87 по ТУ. Для
нанесения на опорные поверхности шайб методом плазменного
напыления антифрикционного покрытия следует применять в
качестве материала подложки интерметаллид ПН851015 по ТУ-141-3282-81, для несущей структуры - оловянистую бронзу БРОФ10-8
по ГОСТ, для рабочего тела - припой ПОС-60 по ГОСТ.
Примечание:
Приведенные
данные
действительны
при
сроке
хранения несобранных конструкций до 1 года.
6.2. Конструктивные требования к соединениям
В
конструкциях
соединений
должна
быть
обеспечена
возможность свободной постановки болтов, закручивания гаек и
плотного стягивания пакета болтами во всех местах их постановки
с применением динамометрических ключей и гайковертов.
Номинальные диаметры круглых и ширина овальных отверстий
в элементах для пропуска высокопрочных болтов принимаются по
табл.6.3.
Таблица 6.3.
Группа
Номинальный диаметр болта в мм.
16 18 20 22 24 27 30 36 42 48
соединений
Определяющи 17 19 21 23 25 28 32 37 44 50
х геометрию
Не
20
23
25
28
30
33
36
40
45
52
определяющи
Длины овальных
х геометрию
отверстий
в
элементах
для
пропуска
высокопрочных болтов назначают по результатам вычисления
максимальных абсолютных смещений соединяемых деталей для
каждого ФПС по результатам предварительных расчетов при
202

203.

обеспечении
несоприкосновения
болтов
о
края
овальных
отверстий, и назначают на 5 мм больше для каждого возможного
направления смещения.
ФПС следует проектировать возможно более компактными.
Овальные отверстия одной детали пакета ФПС могут быть не
сонаправлены.
Размещение болтов в овальных отверстиях при сборке ФПС
устанавливают с учетом назначения ФПС и направления смещений
соединяемых элементов.
При необходимости в пределах одного овального отверстия
может быть размещено более одного болта.
Все
контактные
поверхности
деталей
ФПС,
являющиеся
внутренними для ФПС, должны быть обработаны грунтовкой ВЖС
83-02-87 после дробеструйной (пескоструйной) очистки.
Не допускается осуществлять подготовку тех поверхностей
деталей ФПС, которые являются внешними поверхностями ФПС.
Диаметр болтов ФПС следует принимать не менее 0,4 от
толщины соединяемых пакета соединяемых деталей.
Во всех случаях несущая способность основных элементов
конструкции, включающей ФПС, должна быть не менее чем на
25%
больше
несущей
способности
ФПС
на
фрикционно-
неподвижной стадии работы ФПС.
Минимально
допустимое
расстояние
от
отверстия до края детали должно составлять:
- вдоль направления смещения >= 50 мм.
- поперек направления смещения >= 100 мм.
203
края
овального

204.

В
соединениях
поверхностями
прокатных
полок
или
профилей
при
с
непараллельными
наличии
непараллельности
наружных плоскостей ФПС должны применяться клиновидные
шайбы, предотвращающие перекос гаек и деформацию резьбы.
Конструкции ФПС и конструкции, обеспечивающие соединение
ФПС с основными элементами сооружения, должны допускать
возможность
ведения
последовательного
не
нарушающего
связности сооружения ремонта ФПС.
6.3. Подготовка контактных поверхностей элементов и
методы контроля.
Рабочие контактные поверхности элементов и деталей ФПС
должны быть подготовлены посредством либо пескоструйной
очистки
в
соответствии
с
указаниями
ВСН
163-76,
либо
дробеструйной очистки в соответствии с указаниями.
Перед обработкой с контактных поверхностей должны быть
удалены заусенцы, а также другие дефекты, препятствующие
плотному прилеганию элементов и деталей ФПС.
Очистка должна производиться в очистных камерах или под
навесом, или на открытой площадке при отсутствии атмосферных
осадков.
Шероховатость
поверхности
очищенного
металла
должна
находиться в пределах 25-50 мкм.
На очищенной поверхности не должно быть пятен масел, воды
и других загрязнений.
204

205.

Очищенные контактные поверхности должны соответствовать
первой степени удаления окислов и обезжиривания по ГОСТ 902274.
Оценка шероховатости контактных поверхностей производится
визуально сравнением с эталоном или другими апробированными
способами оценки шероховатости.
Контроль степени очистки может осуществляться внешним
осмотром поверхности при помощи лупы с увеличением не менее
6-ти
кратного.
Окалина,
ржавчина
и
другие
загрязнения
на
очищенной поверхности при этом не должны быть обнаружены.
Контроль степени обезжиривания осуществляется следующим
образом: на очищенную поверхность наносят 2-3 капли бензина и
выдерживают не менее 15 секунд. К этому участку поверхности
прижимают кусок чистой фильтровальной бумаги и держат до
полного впитывания бензина. На другой кусок фильтровальной
бумаги наносят 2-3 капли бензина. Оба куска выдерживают до
полного испарения бензина. При дневном освещении сравнивают
внешний
вид
обоих
кусков
фильтровальной
бумаги.
Оценку
степени обезжиривания определяют по наличию или отсутствию
масляного пятна на фильтровальной бумаге.
Длительность
перерыва
между
пескоструйной
очисткой
поверхности и ее консервацией не должна превышать 3 часов.
Загрязнения, обнаруженные на очищенных поверхностях, перед
нанесением консервирующей грунтовки ВЖС 83-02-87 должны
быть удалены жидким калиевым стеклом или повторной очисткой.
Результаты проверки качества очистки заносят в журнал.
205

206.

6.4. Приготовление и нанесение протекторной
грунтовки ВЖС 83-02-87. Требования к загрунтованной
поверхности. Методы контроля
Протекторная грунтовка ВЖС 83-02-87 представляет собой
двуупаковочный
лакокрасочный
материал,
состоящий
из
алюмоцинкового сплава в виде пигментной пасты, взятой в
количестве 66,7% по весу, и связующего в виде жидкого калиевого
стекла плотностью 1,25, взятого в количестве 33,3% по весу.
Каждая
партия
документации
на
материалов
должна
соответствие
ТУ.
быть
проверена
Применять
по
материалы,
поступившие без документации завода-изготовителя, запрещается.
Перед смешиванием составляющих протекторную грунтовку
ингредиентов
следует
довести
жидкое
калиевое
стекло
до
необходимой плотности 1,25 добавлением воды.
Для приготовления грунтовки ВЖС 83-02-87 пигментная часть и
связующее тщательно перемешиваются и доводятся до рабочей
вязкости 17-19 сек. при 18-20°С добавлением воды.
Рабочая вязкость грунтовки определяется вискозиметром ВЗ-4
(ГОСТ 9070-59) по методике ГОСТ 17537-72.
Перед
и
во
время
нанесения
следует
перемешивать
приготовленную грунтовку до полного поднятия осадка.
Грунтовка
ВЖС
83-02-87
сохраняет
малярные
свойства
(жизнеспособность) в течение 48 часов.
Грунтовка
помещении.
ВЖС
При
83-02-87
отсутствии
наносится
под
атмосферных
навесом
осадков
грунтовки можно производить на открытых площадках.
206
или
в
нанесение

207.

Температура воздуха при произведении работ по нанесению
грунтовки ВЖС 83-02-87 должна быть не ниже +5°С.
Грунтовка
ВЖС
83-02-87
может
наноситься
методами
пневматического распыления, окраски кистью, окраски терками.
Предпочтение следует отдавать пневматическому распылению.
Грунтовка ВЖС 83-02-87 наносится за два раза по взаимно
перпендикулярным направлениям с промежуточной сушкой между
слоями не менее 2 часов при температуре +18-20°С.
Наносить грунтовку следует равномерным сплошным слоем,
добиваясь окончательной толщины нанесенного покрытия 90-110
мкм. Время нанесения покрытия при естественной сушке при
температуре воздуха 18-20
С составляет 24 часа с момента
нанесения последнего слоя.
Сушка загрунтованных элементов и деталей во избежание
попадания
атмосферных
осадков
и
других
загрязнений
на
невысохшую поверхность должна проводится под навесом.
Потеки, пузыри, морщины, сорность, не прокрашенные места и
другие дефекты не допускаются. Высохшая грунтовка должна
иметь серый матовый цвет, хорошее сцепление (адгезию) с
металлом и не должна давать отлипа.
Контроль
толщины
покрытия
осуществляется
магнитным
толщиномером ИТП-1.
Адгезия определяется методом решетки в соответствии с ГОСТ
15140-69 на контрольных образцах, окрашенных по принятой
технологии одновременно с элементами и деталями конструкций.
207

208.

Результаты проверки качества защитного покрытия заносятся в
Журнал контроля качества подготовки контактных поверхностей
ФПС.
6.4.1 Основные требования по технике безопасности
при работе
с грунтовкой ВЖС 83-02-87
Для обеспечения условий труда необходимо соблюдать:
"Санитарные правила при окрасочных работах с применением
ручных распылителей" (Министерство здравоохранения СССР, №
991-72)
"Инструкцию
оборудования
по
санитарному
производственных
содержанию
предприятий"
помещений
и
(Министерство
здравоохранения СССР, 1967 г.).
При
пневматическом
увеличения
методе
туманообразования
распыления,
во
и
лакокрасочного
расхода
избежание
материала, должен строго соблюдаться режим окраски. Окраску
следует производить в респираторе и защитных очках. Во время
окрашивания
в
располагаться
таким
материала
имела
закрытых
помещениях
образом,
направление
чтобы
струя
маляр
должен
лакокрасочного
преимущественно
в
сторону
воздухозаборного отверстия вытяжного зонта. При работе на
открытых площадках маляр должен расположить окрашиваемые
изделия так, чтобы ветер не относил распыляемый материал в его
сторону и в сторону работающих вблизи людей.
208

209.

Воздушная магистраль и окрасочная аппаратура должны быть
оборудованы
редукторами
давления
и
манометрами.
Перед
началом работы маляр должен проверить герметичность шлангов,
исправность
окрасочной
надежность
аппаратуры
присоединения
и
инструмента,
воздушных
а
также
шлангов
к
краскораспределителю и воздушной сети. Краскораспределители,
кисти и терки в конце рабочей смены необходимо тщательно
очищать и промывать от остатков грунтовки.
На каждом бидоне, банке и другой таре с пигментной частью и
связующим должна быть наклейка или бирка с точным названием
и обозначением этих материалов. Тара должна быть исправной с
плотно закрывающейся крышкой.
При приготовлении и нанесении грунтовки ВЖС 83-02-87 нужно
соблюдать
осторожность
и
не
допускать
ее
попадания
на
слизистые оболочки глаз и дыхательных путей.
Рабочие
и
ИТР,
работающие
на
участке
консервации,
допускаются к работе только после ознакомления с настоящими
рекомендациями, проведения инструктажа и проверки знаний по
технике
безопасности.
На
участке
консервации
и
в
краскозаготовительном помещении не разрешается работать без
спецодежды.
Категорически запрещается прием пищи во время работы. При
попадании составных частей грунтовки или самой грунтовки на
слизистые оболочки глаз или дыхательных путей необходимо
обильно промыть загрязненные места.
209

210.

6.4.2 Транспортировка и хранение элементов и
деталей, законсервированных грунтовкой
ВЖС 83-02-87
Укладывать, хранить и транспортировать законсервированные
элементы и детали нужно так, чтобы исключить возможность
механического повреждения и загрязнения законсервированных
поверхностей.
Собирать можно только те элементы и детали, у которых
защитное покрытие контактных поверхностей полностью высохло.
Высохшее
защитное
должно иметь
покрытие
загрязнений,
контактных
поверхностей
не
масляных пятен и механических
повреждений.
При
наличии
поверхности
загрязнений
должны
и
быть
масляных
обезжирены.
пятен
контактные
Обезжиривание
контактных поверхностей, законсервированных ВЖС 83-02-87,
можно производить водным раствором жидкого калиевого стекла с
последующей
промывкой
водой
и
просушиванием.
Места
механических повреждений после обезжиривания должны быть
подконсервированы.
6.5. Подготовка и нанесение антифрикционного
покрытия на опорные поверхности шайб
Производится очистка только одной опорной поверхности шайб
в дробеструйной камере каленой дробью крупностью не более 0,1
мм. На отдробеструенную поверхность шайб методом плазменного
напыления наносится подложка из интерметаллида ПН851015
210

211.

толщиной . …..м. На подложку из интерметаллида ПН851015
методом
плазменного
напыления
наносится
несущий
слой
оловянистой бронзы БРОФ10-8. На несущий слой оловянистой
бронзы БРОФ10-8 наносится способом лужения припой ПОС-60 до
полного покрытия несущего слоя бронзы.
6.6. Сборка ФПС
Сборка
ФПС
проводится
с
использованием
шайб
с
фрикционным покрытием одной из поверхностей, при постановке
болтов следует располагать шайбы обработанными поверхностями
внутрь ФПС.
Запрещается очищать внешние поверхности внешних деталей
ФПС.
Рекомендуется
использование
неочищенных
внешних
поверхностей внешних деталей ФПС.
Каждый болт должен иметь две шайбы (одну под головкой,
другую под гайкой). Болты и гайки должны быть очищены от
консервирующей смазки, грязи и ржавчины, например, промыты
керосином и высушены.
Резьба болтов должна быть прогнана путем провертывания
гайки от руки на всю длину резьбы. Перед навинчиванием гайки ее
резьба должна быть покрыта легким слоем консистентной смазки.
Рекомендуется следующий порядок сборки:
совмещают отверстия в деталях и фиксируют их взаимное
положение;
устанавливают
гайковертами
на
болты
90%
от
и
осуществляют
проектного
их
усилия.
натяжение
При
сборке
многоболтового ФПС установку болтов рекомендуется начать с
211

212.

болта находящегося в центре тяжести поля установки болтов, и
продолжать установку от центра к границам поля установки
болтов;
после
проверки
плотности
стягивания
ФПС
производят
герметизацию ФПС;
болты
затягиваются
до
нормативных
динамометрическим ключом.
212
усилий
натяжения

213.

213

214.

214

215.

215

216.

216

217.

217

218.

218

219.

219

220.

220

221.

221

222.

222

223.

223

224.

224

225.

225

226.

226

227.

МИНИСТЕРСТВО СТРОИТЕЛЬСТВА РОССИЙСКОЙ ФЕДЕРАЦИИ МИНСТРОЙ РОССИИ
117987, ГСП-1, Москва, ул. Строителей, 8, корп. 2 24- №. 9У
227
№ 3-3-1 //33

228.

На №
О рассмотрении проектной документации
Директору крестьянского (фермерского) хозяйства "Крестьянская усадьба"
А.И.КОВАЛЕНКО
197371, Санкт-Петербург, а/я газета "Земля РОССИИ" Директору ГП ЦПП В.Н.КАЛИНИНУ
Главное управление проектирования и инженерных изысканий рассмотрело проектную документацию шифр
1010-2с.94 "Фундаменты сейсмостойкие с использованием сейсмоизолирующего скользящего пояса для
строительства малоэтажных зданий в районах сейсмичностью 7, 8 и 9 баллов. Выпуск 0-1. Фундаменты для
существующих зданий.
Материалы для проектирования, выполненные КФХ "Крестьянская усадьба" по договору с Минстроем России от
26 апреля 1994 г. N 4.2-09-133/94 (этап 2 "Разработка конструк-торской документации сейсмостойкого
фундамента с использованием сейсмоизолиру-ющего скользящего пояса для существующих зданий").
Разработанная документация была направлена на экспертизу в Центр проектной продукции массового
применения (ГП ЦПП; экспертное заключение N 260/94), Камчатский Научно-Технический Центр по
сейсмостойкому строительству и инженерной защите от стихийных бедствий (КамЦентр; экспертное заключение
N 10-57/94), работа рассмотрена на заседании секции "Сейсмостойкость сооружений" НТС ЦНИИСКа
им.Кучеренко, а также заслушана на НТС Минстроя России.
Результаты экспертиз и рассмотрений показали, что без проведения разработчиком документации
экспериментальной проверки предлагаемых решений и последующего рассмотрения результатов этой проверки
в установленном порядке использование работы в массовом строительстве нецелесообразно.
В связи с изложенным Главпроект считает работу по договору N 4.2-09-133/94 законченной и, с целью
осуществления авторами контроля за распространением документации, во изменение письма от 21 сентября
1994 г. N 9-3-1/130, поручает ГП ЦПП вернуть КФХ "Крестьянская усадьба" кальки чертежей шифр 1010-2С.94,
выпуск 0-2.
Главпроект обращает внимание руководства КФХ "Крестьянская усадьба" и разработчиков документации на
ответственность за результаты применения в практике проектирования и строительства сейсмоизолирующего
скользящего пояса по чертежам шифр 1010-2С.94, выпуски 0-1 и 0-2,
Приложение: экспертное заключение КамЦентра на 6 л.
Зам.начальника Главпроекта Барсуков 930 54 87 А.Сергеев
МИНИСТЕРСТВО СТРОИТЕЛЬСТВА РОССИЙСКОЙ ФЕДЕРАЦИИ
МИНСТРОЙ РОССИИ 117987, ГСП-1, Москва, ул. Строителей, 8, корп. 2
и. и. ЧУ № з-з-1 А на № О рассмотрении проектной документации
Директору крестьянского (фермерского) хозяйства "Крестьянская усадьба" А.И.КОВАЛЕНКО
228

229.

197371, Санкт-Петербург, а/я газета "Земля РОССИИ" Директору ГП ЦПП В.Н.КАЛИНИНУ
Главное управление проектирования и инженерных изысканий рассмотрело проектную документацию шифр
1010-2с. 94 "Фундаменты сейсмостойкие с использованием сеисмоизолирующего скользящего пояса для
строительства малоэтажных зданий в районах сейсмичностью 7, 8 и 9 баллов. Выпуск 0-1. Фундаменты для
существующих зданий.
Материалы для проектирования", выполненные КФХ "Крестьянская усадьба" по договору с Минстроем России от
26 апреля 1994 г. N 4.2-09-133/94 (этап 2 "Разработка конструктор-ской документации сейсмостойкого
фундамента с использованием сеисмоизолирующего скользящего пояса для существующих зданий").
Разработанная документация была направлена на экспертизу в Центр проектной продукции массового
применения (ГП ЦПП; экспертное заключение N 260/94), Камчатский Научно-Технический Центр по
сейсмостойкому строительству и инженерной защите от стихийных бедствий (КамЦентр; экспертное заключение
N 10-57/94), работа рассмотрена на заседании секции "Сейсмостойкость сооружений" НТС ЦНИИСКа
им.Кучеренко, а также заслушана на НТС Минстроя России. Результаты экспертиз и рассмотрений показали, что
без проведения разработчиком документации экспериментальной проверки предлагаемых решений и
последующего рассмотрения результатов этой проверки в установленном порядке использование работы в
массовом строительстве нецелесообразно .
В связи с изложенным Главпроект считает работу по договору N 4.2-09-133/94 законченной и, с целью
осуществления авторами контроля за распространением документации, во изменение письма от 21 сентября
1994 г. N 9-3-1/130, поручает ГП ЦПП вернуть КФХ "Крестьянская усадьба" кальки чертежей шифр 1010-2с.94,
выпуск 0-2.
Главпроект обращает внимание руководства КФХ "Крестьянская усадьба" и разработчиков документации на
ответственность за результаты применения в практике проектирования и строительства сеисмоизолирующего
скользящего пояса по чертежам шифр 1010-2С.94, выпуски 0-1 и 0-2.
Приложение: экспертное заключение КамЦентра на 6 л.
Зам.начальника Главпроекта Барсуков 930 54 87
Выписка отзыв из НТС Госстроя РОССИИ МИНИСТЕРСТВО СТРОИТЕЛЬСТВА РОССИЙСКОЙ ФЕДЕРАЦИИ НАУЧНО
ТЕХНИЧЕСКИЙ СОВЕТ ВЫПИСКА ИЗ ПРОТОКОЛА заседания Секции научно-исследовательских и проектно
изыскательских работ, стандартизации и технического нормирования Научно-технического совета Минстроя
России
г. Москва 4 • .1 N 23-13/3 15 ноября 1994 т. Присутствовали: от Минстроя России от ЦНИСК им. Кучеренко
от ЦНИИпромзданий
Вострокнутоз КХ Г. , Абарыкоз Е. П. , Гофман Г. Н. , Сергеев Д. А. , Гринберг И. Е. , Денисов Б. И. , Ширяев Б. А. ,
Бобров Ф. В. , Казарян Ю. А. Задарено к А. Б. , Барсуков В. П. , Родина И. В. , Головакцев Е. М. , Сорокин А. Ы. ,
Се кика В. С. Айзенберг Я. М / Адексеенков Д. А. , Кулыгин Ю. С. , Смирнов В. И. , Чиг-ркн С. И. , Ойзерман В. И. ,
Дорофеев В. М. , Сухов Ю. П. , Дашезский М. А. Гиндоян А. П. , Иванова В. И. , Болтухов А. А. , Нейман А. И. , Ма
лин И. С.
229

230.

от ПКИИИС
от КФХ"Крестьянская усадьба" Севоетьянов 3. В, Коваленко А.И.
от ШШОСП им. Герсезанова от АО. ЩИИС
от КБ по железобетону им. Якушева
от Объединенного института физики земли РАН
от ПромтрансНИИпроекта
от Научно-инженерного и координационного сейсмологического центра РАН
от ЦНИИпроектстальконструкция ИМЦ "Стройизыскания" Ассоциация "Югстройпроект"
от УКС Минобороны России (г. Санкт-Петербург) Ставницер М -Р. Шестоперов Г. С. Афанасьев П. Г. Уломов В. И.
, Штейнберг В. В. Федотов Б. Г. Фролова Е И. Бородин Л. С. Баулин Ю. И. Малик А. Н. Беляев В. С.
2. О сейсмоизоляции существующих жилых домов, как способ повышения сейсмостойкости малоэтажных
жилых зданий.
Рабочие чертежи серии номер 1.010.-2с-94с. Фундаменты сейсмостойкие с использованием
сейсмоизолирущего скользящего пояса для строительства малоэтажных зданий в районах сейсмичностью 7,8,9
баллов
1. Заслушав сообщение А. И. Коваленко, отметить, что по договору N 4.2-09-133/94 с Минстроем России КФК
"Крестьянская усадьба" выполняет за работу "Фундаменты сейсмостойкие с использованием
сейсмоизолируюшего пояса для строительства малоэтажных зданий в районах сейсмичностью 7, з и 9 баллов".
В основу работы положен принцип создания в цокольной части здания сейсмоизоли-руюшего пояса,
поглощающего энергию как горизонтальных, так и вертикальных нагрузок от сейсмических воздействий при
помощи резино -щебеночных амортизаторов и ограничите-лей перемещений.
К настоящему времени завершен первый этап работы - подготовлены материалы для проектирования
фундаментов для вновь строящихся зданий.
Второй этап работы, направленный на повышение сейсмостойкости существующих зданий, не завершен.
Материалы работы по второму этапу предложены к промежуточному рассмотрению на заседании Секции.
Представленные материалы рассмотрены НТС ЦНИИСК им. Кучеренко (Головной научно-исследовательской
организацией министерства по проблеме сейсмостойкости зданий и сооружений) и не содержат
принципиально для технических решений и методов производства работ.
Решили:
1. Принять к сведению сообщение А.И.Коваленко по указанному вопросу .
2. Рекомендовать Главпроекту при принятии законченной разработки "проектно-сметной документации
сейсмостойкого Фундамента с использованием скользящего пояса (Типовые проектные решения) учесть
сообщение А. И. Коваленко и заключение НТС ЦНИИСК, на котором были рассмотрены предложения
230

231.

сейсмоустойчивости инженерных систем жизнеобеспечения ( водоснабжения, теплоснаб-жения, канализации
и газораспределения).
Зам. председателя Секции научно-исследовательских и проектно-изыскательских работ, стандартизации и
технического нормировав ' Ю. Г. Вострокнутов В. С. Сенина
Ученый секретарь Секции научно-исследовательских и проектно-изыскательских работ, стандартизации и
технического нормирования
МИНИСТЕРСТВО СТРОИТЕЛЬСТВА РОССИЙСКОЙ ФЕДЕРАЦИИ МИНСТРОЙ РОССИИ 117937 ГСП 1 Москва ул.
Строителей 3 корп. 2 П. М 7 У № 3-3-1
На № О рассмотрении проектной документации
Директору крестьянского (фермерского) хозяйства "Крестьянская усадьба" А.И КОВАЛЕНКО
197371, Санкт-Петербург а/я газета "Земля РОССИИ" Директору ГП ЦПП В.Н.КАЛИНИНУ
Главное управление проектирования и инженерных изысканий рассмотрело проектную документацию шифр
1010-2с.94 "Фундаменты сейсмостойкие с использованием сейсмоизолирующего скользящего пояса для
строительства малоэтажных зданий а районах сейсмичностью 7, 8 и 9 баллов.
Выпуск 0-1. Фундаменты для существующих зданий. Материалы для проектирования", выполненную КФХ
"Крестьянская усадьба" по договору с Минстроем России от 26 апреля 1994 г. N 4.2-09-133/94 (этап 2 "Разработка
конструкторской документации сейсмостойкого фундамента с. использованием сейсмоизолирующего
скользящего пояса для существующих зданий").
Разработанная документация была направлена на экспертизу в Центр проектной продукции массового
применения (ГП ЦПП; экспертное заключение N 260/94), Камчатский Научно-технический Центр по
сейсмостойкому строительству и инженерной защите от стихийных бедствий (КамЦентр; экспертное заключение
N 10-57/94), работа рассмотрена на заседании секции "Сейсмостойкость сооружений" НТС ЦНИИСКа
им.Кучеренко, а также заслушана на НТС Минстроя России.
Результаты экспертиз и рассмотрений показали, что без проведения разработчиком документации
экспериментальной проверки предлагаемых решений и последующего рассмотрения результатов этой проверки
в установленном порядке использование работы в массовом строительстве нецелесообразно.
В связи с изложенным Главпроект считает работу по договору N 4.2-09-133/94 законченной и, с целью
осуществления авторами контроля за распространением документации, во изменение письма от 21 сентября
1994 г. N 9-3-1/130, поручает ГП ЦПП вернуть КФХ "Крестьянская усадьба" кальки чертежей шифр 1010-2с.94,
выпуск 0-2.
Главпроект обращает внимание' руководства КФХ "Крестьянская усадьба" и разработчиков документации на
ответственность за результаты применения в практике проектирования и строительства сейсмоизолирующего
скользящего пояса по чертежам шифр 1010-2с.94, выпуски 0-1 и 0-2. Приложение: экспертное заключение
КамЦентра на 6 л. Зам.начальника Главпроекта Барсуков 930 54 87 .А.Сергеев
231

232.

Авторы японской и американской фрикционо- кинематических
демпфирующих системы поглощения сейсмической энергии
DAMPERS CAPACITIES AND DIMENSIONS ученые США и
Японии Peter Spoer, CEO Dr.
Imad Mualla, CTO
https://www.damptech.com GET IN TOUCH WITH US!
232

233.

233

234.

234

235.

Restraint anti-wind and anti-seismic friction damping device
Ссылка на эту страницу
TW201400676 (A) - Restraint anti-wind and anti-seismic friction damping
device
Изобретатель(и):
CHANGCHIEN JIA-SHANG [TW] +
Заявитель(и):
CHANGCHIEN JIA-SHANG [TW] +
- международной (МПК): E04B1/98; F16F15/10
Индекс(ы) по классификации:
- cooperative:
Номер заявки:
TW20120121816 20120618
Номера приоритетных
документов:
TW20120121816 20120618
TW201400676 (A) ― 2014-01-01
235

236.

Библиографические данные: TW201400676 (A) ―
2014-01-01
|
В список выбранных документов
|
EP Register
|
Сообщить об ошибке
|
Печать
Restraint anti-wind and anti-seismic friction damping device
Ссылка на эту страницу
Изобретатель(и):
Заявитель(и):
Индекс(ы) по классификации:
Номер заявки:
Номера приоритетных
документов:
TW201400676 (A) - Restraint anti-wind and anti-seismic friction
damping device
CHANGCHIEN JIA-SHANG [TW] +
CHANGCHIEN JIA-SHANG [TW] +
- международной (МПК): E04B1/98; F16F15/10
- cooperative:
TW20120121816 20120618
TW20120121816 20120618
Реферат документа TW201400676 (A)
Перевести этот текст Tooltip
The present invention relates to a restraint anti-wind and anti-seismic friction damping device, which comprises
main axial base, supporting cushion block, a plurality of frictional damping segments, and a plurality of outer
covering plates. The main axial base is radially protruded with plural wings from the axial center thereof to the
external. Those wings are provided with a longitudinal trench, respectively. The supporting cushion block is
arranged between every two wings. The friction damping segments are fitted between the wing and the
supporting cushion block. The outer covering plates are arranged in an orientation perpendicular to the protruding
direction of the wing at the outmost of the overall device. Besides, a locking element passes through and securely
lock the two outer covering plates relative to each other; in the meantime, m the locking element may pass
through one supporting cushion block, one friction damping segment, the longitudinal trench of one wing, the
other friction damping segment and the other supporting cushion block in sequence. The main axial base and
those outer covering plates can be fixed to two adjacent constructions at one end thereof, respectively. As a
result, as wind force or force of vibration is exerted on the two constructions to allow the main axial base and the
outer covering plates to relatively displace, plural sliding
236 friction interfaces may be generated by the friction
damping segments fitted on both sides of each wing so as to substantially increase the designed capacity of the
damping device.

237.

0676 (A)
Перевести этот текст Tooltip
The present invention relates to a restraint anti-wind and anti-seismic friction damping device, which comprises main
axial base, supporting cushion block, a plurality of frictional damping segments, and a plurality of outer covering plates.
The main axial base is radially protruded with plural wings from the axial center thereof to the external. Those wings are
provided with a longitudinal trench, respectively. The supporting cushion block is arranged between every two wings. The
friction damping segments are fitted between the wing and the supporting cushion block. The outer covering plates are
arranged in an orientation perpendicular to the protruding direction of the wing at the outmost of the overall device.
Besides, a locking element passes through and securely lock the two outer covering plates relative to each other; in the
meantime, m the locking element may pass through one supporting cushion block, one friction damping segment, the
longitudinal trench of one wing, the other friction damping segment and the other supporting cushion block in sequence.
The main axial base and those outer covering plates can be fixed to two adjacent constructions at one end thereof,
respectively. As a result, as wind force or force of vibration is exerted on the two constructions to allow the main axial
base and the outer covering plates to relatively displace, plural sliding friction interfaces may be generated by the friction
damping segments fitted on both sides of each wing so as to substantially increase the designed capacity of the damping
device.
237

238.

238

239.

239

240.

240

241.

241

242.

242

243.

243

244.

244

245.

245