Обеспечение сейсмостойкости оборудования для очистки промышленного масла с трубопроводами

1.

Обеспечение сейсмостойкости оборудования для очистки
промышленного масла с трубопроводами повышенной надежности с
использованием спектральных ответов от сейсмического воздействия
уровня ПЗ, МП3, ВУВ при математическом моделировании в ПК
SCAD «сдвига» ( рассеивание и поглощение )
На основе демпфирующей сейсмоизоляции, преимущественно при
динамических нагрузках или многокаскадном демпфировании по
изобретениям проф дтн А.М.Уздина №№ 1143895, 1168755, 1174616,
165076 –«Опора сейсмостойкая»
УДК 624.078.4
Доктор физико-математических наук, профессор. СПб госуниверситет Олег Алексеевич Малафеев
[email protected] тел (996) 798-26-54
Президент организации «Сейсмофонд» Мажиев Хасан Нажоевич (аттестат № RA.RU.21СТ39, выдан
27.05.2015), "Сейсмофонд" ОГРН: 1022000000824 (921) 962-67-78, (999) 535-47-29 [email protected]
Андреева Е.И , научный сотрудник СПб ГАСУ, заместитель президента организации «Сейсмофонд"
ФГБОУ СПб ГАСУ № RA.RU.21СТ39 от 27.05.2015, 190005, СПб, 2-я Красноармейская
ул. д 4 [email protected]
Санкт-Петербургский государственный архитектурно строительный университет , СПб
Моделирование взаимодействия оборудования, трубопроводов на сейсмоизолирующих опорах с
геологической средой на фрикционно- подвижных соединениях в расчетном комплексе SKAD в том числе
нелинейным методом расчета методом оптимизации и идентификации статических задач теории устойчивости
на примере лабораторных испытаний оборудования для очистки промышленного масла (ТУ 3616-001-47992552-2010), с трубопроводами (
ГОСТ Р 55989-2014), предназначенное для сейсмоопасных районов с сейсмичностью до 9 баллов, серийный выпуск (в районах с
сейсмичностью 8 баллов и выше для установки оборудования и трубопроводов необходимо использование сейсмостойких телескопических
опор, а для соединения трубопроводов - фланцевых фрикционно- подвижных соединений, работающих на сдвиг, с использованием фрикци болта, состоящего из латунной шпильки с пропиленным в ней пазом и с забитым в паз шпильки медным обожженным клином, согласно
рекомендациям ЦНИИП им Мельникова, ОСТ 36-146-88, ОСТ 108.275.63-80,РТМ 24.038.12-72, ОСТ 37.001.050- 73,альбома 1-487-1997.00.00 и
изобрет. №№ 1143895, 1174616,1168755 SU, 4,094,111 US, TW201400676 Restraintanti-windandanti-seismic-friction-damping-device и согласно
1

2.

изобретения «Опора сейсмостойкая» Мкл E04H 9/02, патент № 165076 RU, Бюл.28, от 10.10.2016, в местах подключения трубопроводов к
оборудованию для очистки промышленного масла, трубопроводы должны быть уложены в виде "змейки" или "зиг-зага ").
Как показывает мировая практика строительства, фланцевые соединения являются наиболее практичным
решением с точки зрения экономичности, скорости монтажа и оценке качества соединения элементов. Однако
в России нет наработанной базы проектирования и испытания фланцевых соединений. Также выпускаемый в
России сортовой прокат не позволяет спроектировать фланцевое фрикционно-подвижное косое соединение
без дополнительного усиления соединяемых элементов. Что также увеличивает трудозатраты и усложняет
конструкцию. На данный момент ведется разработка нового сортамента двутавровых балок, который позволит
проектировать фланцевые соединения с большими нагрузками. Параллельно с этим возникает проблема
нехватки нормативной литературы, а использование зарубежной литературы противоречит устоявшимся в
России принципам проектирования, а именно не использование металла в зоне пластических деформаций.
При возникновении пластических деформаций в узлах повысится деформативность всего каркаса здания, что
также нельзя не учитывать. Для разработки новой нормативной литературы потребуется провести различные
исследования, связанные с натурными испытаниями, анализом зарубежного опыта и математических моделей
выполненных в различных расчетных комплексах.
Ключевые слова: фланец, узел, колонна, балка, математическая модель, металлокаркас, болт, рассчетный
комплекс SCAD, СКАД.
Modeling of the flange connection in the settlement complex SKAD
As the world practice of construction shows, flange connections are the most practical solution from the point of
view of economy, speed of installation and evaluation of connection quality of elements. However, in Russia there is
no established base for designing and testing flange connections. Also produced in Russia long products do not allow
you to design a flange connection without additional reinforcement of the connected elements. That also increases
labor costs and complicates the design. At the moment, a new assortment of I- beams is being developed, which will
allow designing flanged connections with high loads. In parallel with this, the problem of lack of normative literature
arises, and the use of foreign literature contradicts the established design principles in Russia, namely, the use of metal
in the zone of plastic deformations. If there is plastic deformation in the nodes, the deformability of the whole frame
of the building will increase, which also cannot be ignored. To develop new normative literature, it will be necessary
to conduct various studies related to field trials, analysis of foreign experience and mathematical models performed in
various computational complexes.
Keywords: flange, knot, column, beam, mathematical model, metal frame, bolt, calculation complex, SCAD
В России доля оборудования , агрегатов установлена без виброизоляции и сейсмоиоляции и сильно
отстает от развитых стран. Менее одного процента оборудования, агрегатов и сооружений в России строится
без сейсмоизоляции и виброзащите . Связано это с множеством причин. Одна из них - это отсутствие
наработанного опыта проектирования и строительства подобных сооружений с сейсмоизоляций и
виброзащитой .
2

3.

3

4.

4

5.

При испытаниях фрикционно-подвижных соединений опробован, принцип
работы виброизолирующей кинематической опоры испытанных вместе с оборудованием
для очистки промышленного масла (ТУ 3616-001-47992552-2010), с трубопроводами ( ГОСТ Р 55989-2014), которые были
установлены установлена на пружинистой гофре с демпфирующими
ножками, состоит из двух корпусов (нижний целевой), (верхний
составной), в которых выполнены вертикальные длинные овальные
отверстия диаметром «D», шириной «Z» и длиной . Нижний корпус опоры
охватывает верхний корпус опоры (трубная, квадратная, крестовидная).
При монтаже опоры верхняя часть корпуса опоры поднимается до
верхнего предела, фиксируется фрикци-болтами с контрольным
натяжением, со стальной шпилькой болта, с пропиленным в ней пазом и
предварительно забитым в шпильке обожженным медным клином. и
тросовой пружинистой втулкой (гильзой)
В стенке корпусов виброизолирующей, сейсмоизолирующей
кинематической опоры перпендикулярно оси корпусов опоры выполнено
восемь или более длинных овальных отверстий, в которых установлен
запирающий элемент-калиброванный фрикци –болт с тросовой
демпирующей втулкой, пружинистой гильзой, с забитым в паз стальной
шпильки болта стопорным ( пружинистым ) обожженным медным
многослойным упругопластичнм клином, с демпфирующей свинцовой
шайбой и латунной втулкой (гильзой)
5

6.

В теле крестовиной, трубчатой, квадратной опоры, штока вдоль оси
выполнен продольный глухой паз длиной «h» (допустимый ход штока)
соответствующий по ширине диаметру калиброванного фрикци - болта,
проходящего через этот паз. В нижней части опоры, корпуса, выполнен
фланец для фланцевого подвижного соединения с длинными овальными
отверстиями для крепления на фундаменте, а в верхней части корпуса
выполнен фланец для сопряжения с защищаемым объектом,
вентиляционным оборудованием, сооружением, мостом
6

7.

7

8.

8

9.

9

10.

Испытания фрагментов фрикционно-подвижных соединений (ФПС), выполненных в виде болтовых соединений (латунная шпилька с
пропиленным пазом, с забитым в паз шпильки медным обожженным энергопоглощающим клином, свинцовые шайбы), расположенных в длинных овальных отверстиях и демпфирующих узлов крепления оборудования для очистки промышленного масла (ООО
«НПФ «ЭНАВЭЛ») с трубопроводами по ГОСТ 15150, ГОСТ 5264-80-У1- 8 , СП 73.13330 (п.п.4.5, 4.6, 4.7); СНиП 3.05.05 (раздел 5),
серийный выпуск (предназначены для работы в сейсмоопасных районах с сейсмичностью до 9 баллов по шкале MSK-64) производились в ИЦ "ПКТИ-СтройТЕСТ"
Характеристики механических ВВФ при испытаниях на сейсмостойкость Оборудование для очистки промышленного
масла (ТУ 3616-001-47992552-2010), с трубопроводами ( ГОСТ Р 55989-2014), предназначенное для сейсмоопасных районов с сейсмичностью до 9
баллов, серийный выпуск (в районах с сейсмичностью 8 баллов и выше для установки оборудования и трубопроводов необходимо
использование сейсмостойких телескопических опор, а для соединения трубопроводов - фланцевых фрикционно- подвижных соединений,
работающих на сдвиг, с использованием фрикци -болта, состоящего из латунной шпильки с пропиленным в ней пазом и с забитым в паз
шпильки медным обожженным клином, согласно рекомендациям ЦНИИП им Мельникова, ОСТ 36-146-88, ОСТ 108.275.63-80,РТМ 24.038.12-72,
ОСТ 37.001.050- 73,альбома 1-487-1997.00.00 и изобрет. №№ 1143895, 1174616,1168755 SU, 4,094,111 US, TW201400676 Restraintanti-windandantiseismic-friction-damping-device и согласно изобретения «Опора сейсмостойкая» Мкл E04H 9/02, патент № 165076 RU, Бюл.28, от 10.10.2016, в
местах подключения трубопроводов к оборудованию для очистки промышленного масла, трубопроводы должны быть уложены в виде
"змейки" или "зиг-зага ").
.
На Графике 1 представлен задающий режим для Оборудования для очистки промышленного масла (ТУ 3616-00147992552-2010), с трубопроводами ( ГОСТ Р 55989-2014) для уровня ПЗ 6 баллов, в соответствии с огибающей, полученной
путём пересчёта спектров отклика представленных в Приложении 2.
Огибающая уровня ПЗ 6 баллов
График 1
На Графике 2 представлена итоговая кривая задающего режима уровня ПЗ 6 баллов
График 2
Итоговые режимы испытаний для уровня ПЗ 6 баллов и МРЗ 7 баллов представлены в Таблице 1 и 2:
Таблица 1 (уровень ПЗ 6 баллов) 5 циклов
Диапазон частот, Гц
Ускорение, g
3,5 - 12
1,3
12-32
1,3-0,28
32-50
0,28
10
Время воздействия цикла, мин
1

11.

Амплитуда ускорения для уровня МРЗ 7 баллов получена путём умножения амплитуды ускорения для
уровня ПЗ 6 баллов на 2.
Таблица 2 (уровень МРЗ 7 баллов) 1 цикл
Диапазон частот, Гц
Ускорение, g
3,5 - 12
2,6
12-32
2,6-0,56
32-50
0,56
Время воздействия цикла, мин
1
Примечание оборудования для очистки промышленного масла (ТУ 3616-001-47992552-2010), с трубопроводами ( ГОСТ Р 55989-2014)
проходили испытания в ПК SCAD и проводились по трём взаимно-перпендикулярным осям (X, Y, Z).
Характеристики механических ВВФ при испытаниях на воздействие удара падающего самолета и ВУВ.
Режим испытаний при воздействии, имитирующем ВУВ и удар падающего самолета, представлен с
учетом коэффициента 1.3. На графике 3, представлен задающий режим испытаний, в соответствии с
огибающей, полученной путём пересчёта спектров отклика представленных в Приложении 2.
График 3
Итоговый режим ударного воздействия представлен в Таблице 3
Таблица 3
Ударное ускорение, g
Длительность ударного ускорения, мс
Количество ударов по каждой оси
17
40
1
Примечание: Испытания проводились по трем взаимно – перпендикулярным осям (X, Y, Z)
Характеристики механических ВВФ при испытаниях на вибропрочность оборудования для очистки промышленного масла
(ТУ 3616-001-47992552-2010), с трубопроводами ( ГОСТ Р 55989-2014)
Таблица 4
Диапазон частот, Гц
Ускорение, g
Общее время воздействия, час
3,5 - 100
0,25
6
Примечание: Испытания проводились по трём взаимно-перпендикулярным осям (X, Y, Z).
Методика расчета (испытаний) оборудования для очистки промышленного масла (ТУ 3616-001-47992552-2010), с
трубопроводами ( ГОСТ Р 55989-2014)
Испытания были выполнены расчетным методом с использованием программных комплексов
SCAD (ДНАМИКА).
11

12.

Результаты испытаний оборудования для очистки промышленного масла (ТУ 3616-001-47992552-2010), с трубопроводами
( ГОСТ Р 55989-2014)
Расчет усилий, возникающих в результате воздействия ВВФ, вызванных заданными параметрами обеспечения
сейсмостойкости, вибропрочности и действием ударной волны, а также анализ полученных на их основании
нагрузок во фланцевых фрикционно-подвижных соединениях (ФФПС) и демпфирующих узлах крепления
(ДУК), обеспечивающих крепление Оборудование для очистки промышленного масла (ТУ 3616-001-47992552-2010), с трубопроводами (
закрепленных на основании фундамента с помощью фланцевых фрикционно-подвижных
соединений (ФФПС) и демпфирующих узлов крепления (ДУК) показал возможность применения выбранного
ГОСТ Р 55989-2014)
способа крепления при заданном уровне механических ВВФ.
Заключение об использовании
Оборудования для очистки промышленного масла (ТУ 3616-001-47992552-2010),
с трубопроводами ( ГОСТ Р 55989-2014) для сейсмоопасных районов
.
Способ крепления комплектных распределительных устройств серии Оборудование для очистки промышленного
серийный выпуск, закрепленных на основании
фундамента с помощью фланцевых фрикционно-подвижных соединений (ФФПС) и демпфирующих узлов
крепления (ДУК) позволяет Оборудование для очистки промышленного масла (ТУ 3616-001-47992552-2010), с трубопроводами ( ГОСТ Р
масла (ТУ 3616-001-47992552-2010), с трубопроводами ( ГОСТ Р 55989-2014)
55989-2014),
серийный выпуск, закрепленным на основании фундамента с помощью фланцевых фрикционно-
подвижных соединений (ФФПС) и демпфирующих узлов крепления (ДУК) выполнять свои функции, в
соответствии с I и II категорией сейсмостойкости по НП 031-01, при сейсмическом воздействии МРЗ 7 баллов,
ПЗ 6 баллов по шкале MSK-64 (уровень установки над нулевой отметкой – до 10 м включительно), при
воздействии нагру-зок для оборудования в соответствии с группой механического исполнения М39 по ГОСТ
17516.1-90, воздействии ВВФ вызванных ударом падающего самолета и ВУВ.
Приложение 2
Спектры отклика вычислены для оборудования для очистки
промышленного масла (ТУ 3616-001-47992552-2010), с
трубопроводами ( ГОСТ Р 55989-2014).
Для
трубопроводов по сейсмостойкости огибающая спектров отклика по всем отметкам
построена при учете следующих нагрузок:
сейсмическое воздействие уровня МРЗ (7 баллов по шкале MSK-64);
воздействие взрывной ударной волны (давление во фронте 30 кПа, продолжительность
фазы сжатия 1 с);
удар легкого самолета
Так же была построена огибающая спектров отклика по всем отметкам зданий 1-й и 2-й
категории сейсмостойкости при воздействии сейсмической нагрузки уровня ПЗ (6 баллов по шкале
MSK-64).
Таблица 0.1 – Список спектров
12

13.

Компо
нента
Спектр отклика
Направление
Номер рисунка с
графиком
Здания 1-й категории
при воздействии МРЗ,
ВУВ
и
падении
самолета
x
Горизонтальное
Рисунок 2.1
y
Горизонтальное
Рисунок 2.2
z
Вертикальное
Рисунок 2.3
Здания 1-й и 2-й
категории
при
сейсмическом
воздействии уровня ПЗ
x
Горизонтальное
Рисунок 2.4
y
Горизонтальное
Рисунок 2.5
z
Вертикальное
Рисунок 2.6
Спектры отклика в графической форме Оборудование для очистки промышленного масла (ТУ 3616-001-47992552-2010), с
трубопроводами ( ГОСТ Р 55989-2014), серийный выпуск, закрепленных на основании фундамента с помощью
фланцевых фрикционно-подвижных соединений (ФФПС) и демпфирующих узлов крепления (ДУК)
Спектр отклика при воздействии МРЗ, ВУВ и ударе самолета
Рисунок 2.1 – Здания 1-й категории при воздействии МРЗ, ВУВ и падении самолета. Горизонтальная компонента X.
Кривые соответствуют относительным затуханиям:
1% (верхняя кривая);
2%;
3%;
5%;
7%;
15%;
30% (нижняя кривая).
13

14.

Рисунок 2.2 – Здания 1-й категории при воздействии МРЗ, ВУВ и падении самолета. Горизонтальная компонента Y.
Кривые соответствуют относительным затуханиям:
1% (верхняя кривая);
2%;
3%;
5%;
7%;
15%;
30% (нижняя кривая).
Рисунок 2.3 – Здания 1-й категории при воздействии МРЗ, ВУВ и падении самолета. Вертикальная компонента Z.
Кривые соответствуют относительным затуханиям:
1% (верхняя кривая);
2%;
3%;
5%;
7%;
15%;
30% (нижняя кривая).
Рисунок 2.4 – Здания 1-й и 2-й категории при сейсмическом воздействии уровня ПЗ. Горизонтальная компонента X.
Кривые соответствуют относительным затуханиям:
1% (верхняя кривая);
2%;
3%;
14

15.

5%;
7%;
15%;
30% (нижняя кривая).
Рисунок 2.5 – Здания 1-й и 2-й категории при сейсмическом воздействии уровня ПЗ. Горизонтальная компонента Y.
Кривые соответствуют относительным затуханиям:
1% (верхняя кривая);
2%;
3%;
5%;
7%;
15%;
30% (нижняя кривая).
Рисунок 2.6 – Здания 1-й и 2-й категории при сейсмическом воздействии уровня ПЗ. Вертикальная компонента Z.
Кривые соответствуют относительным затуханиям:
1% (верхняя кривая);
2%;
3%;
5%;
7%;
15%;
30% (нижняя кривая).
15

16.

Результаты испытания математических моделей ( машинного расчета ) Оборудование для очистки
промышленного масла (ТУ 3616-001-47992552-2010), с трубопроводами ( ГОСТ Р 55989-2014), номинальный ток отключения до 50 кА,
серийный выпуск, закрепленных на основании фундамента с помощью фланцевых фрикционноподвижных соединений (ФФПС) и демпфирующих узлов крепления (ДУК)
Выполнил: "Сейсмофонд"
Проверил: СПб ГАСУ
Утвердил: СПбГАСУ
16

17.

Перемещения
Единицы измерений: мм.
Параметры выборки:
Список узлов/элементов: все
Список загружений/комбинаций: все
Список факторов: все
Перемещения
Узел Загружение
Значения
X
Y
Z
Ux
Uy
Uz
1
2
0
0
-54,959
11,166
0
0
2
2
0
0
-54,959
11,166
0
0
3
2
0
0
-54,959
-11,166
0
0
4
2
0
0
-54,959
-11,166
0
0
5
2
0
0
0
5,583
0
0
7
2
0
0
0
-5,583
0
0
8
2
0
0
0
5,583
0
0
10
2
0
0
0
-5,583
0
0
Минимакс перемещений
Единицы измерений: мм.
Параметры выборки:
Список узлов/элементов: все
Список загружений/комбинаций: все
Список факторов: все
17

18.

Минимакс перемещений
Фактор
Максимальные значения
Значение
Минимальные значения
Узел Загружение
Значение
Узел Загружение
X
0
1
2
0
1
2
Y
0
1
2
0
1
2
Z
0
5
2
-54,959
1
2
Ux
11,166
1
2
-11,166
4
2
Uy
0
1
2
0
1
2
Uz
0
1
2
0
1
2
Перемещения (комбинации)
Единицы измерений: мм.
Параметры выборки:
Список узлов/элементов: все
Список загружений/комбинаций: все
Список факторов: все
Перемещения (комбинации)
Узел Комбинация
Значения
X
Y
Z
Ux
Uy
Uz
1
1
0
0
-54,959
11,166
0
0
2
1
0
0
-54,959
11,166
0
0
3
1
0
0
-54,959
-11,166
0
0
4
1
0
0
-54,959
-11,166
0
0
5
1
0
0
0
5,583
0
0
7
1
0
0
0
-5,583
0
0
8
1
0
0
0
5,583
0
0
18

19.

Перемещения (комбинации)
Узел Комбинация
Значения
X
10
Y
1
0
Z
0
Ux
0
Uy
Uz
-5,583
0
0
Минимакс перемещений (комбинации)
Единицы измерений: мм.
Параметры выборки:
Список узлов/элементов: все
Список загружений/комбинаций: все
Список факторов: все
Минимакс перемещений (комбинации)
Фактор
Максимальные значения
Значение
Минимальные значения
Узел Комбинация
Значение
Узел Комбинация
X
0
1
1
0
1
1
Y
0
1
1
0
1
1
Z
0
5
1
-54,959
1
1
Ux
11,166
1
1
-11,166
4
1
Uy
0
1
1
0
1
1
Uz
0
1
1
0
1
1
Усилия и напряжения
Единицы измерений: Т, м.
Параметры выборки:
Список узлов/элементов: все
Список загружений/комбинаций: все
19

20.

Список факторов: все
Усилия и напряжения
Элемент Сечение Загружение
Значения
N
Mk
My
Qz
Mz
Qy
3
2
2
0
0
-1,187
-0,844
0
0
3
3
2
0
0
-4,746
-1,688
0
0
6
1
2
0
0
-4,746
1,688
0
0
6
2
2
0
0
-1,187
0,844
0
0
7
2
2
0
0
-1,187
-0,844
0
0
7
3
2
0
0
-4,746
-1,688
0
0
10
1
2
0
0
-4,746
1,688
0
0
10
2
2
0
0
-1,187
0,844
0
0
14
1
2
0
0
-4,746
1,688
0
0
14
3
2
0
0
-4,746
-1,688
0
0
15
1
2
0
0
-4,746
1,688
0
0
15
3
2
0
0
-4,746
-1,688
0
0
Минимакс усилий и напряжений
Единицы измерений: Т, м.
Параметры выборки:
Список узлов/элементов: все
Список загружений/комбинаций: все
Список факторов: все
Минимакс усилий и напряжений
Фактор
Максимальные значения
Значение
N
Минимальные значения
Элемент Сечение Загружение
0
3
2
2
20
Значение
Элемент Сечение Загружение
0
3
2
2

21.

Минимакс усилий и напряжений
Фактор
Максимальные значения
Значение
Минимальные значения
Элемент Сечение Загружение
Значение
Элемент Сечение Загружение
Mk
0
3
2
2
0
3
2
2
My
-1,187
6
2
2
-4,746
7
3
2
Qz
1,688
6
1
2
-1,688
7
3
2
Mz
0
3
2
2
0
3
2
2
Qy
0
3
2
2
0
3
2
2
Mz
Qy
Усилия и напряжения (комбинации)
Единицы измерений: Т, м.
Параметры выборки:
Список узлов/элементов: все
Список загружений/комбинаций: все
Список факторов: все
Усилия и напряжения (комбинации)
Элемент Сечение Комбинация
Значения
N
Mk
My
Qz
3
2
1
0
0
-1,187
-0,844
0
0
3
3
1
0
0
-4,746
-1,688
0
0
6
1
1
0
0
-4,746
1,688
0
0
6
2
1
0
0
-1,187
0,844
0
0
7
2
1
0
0
-1,187
-0,844
0
0
7
3
1
0
0
-4,746
-1,688
0
0
10
1
1
0
0
-4,746
1,688
0
0
10
2
1
0
0
-1,187
0,844
0
0
21

22.

Усилия и напряжения (комбинации)
Элемент Сечение Комбинация
Значения
N
Mk
My
Qz
Mz
Qy
14
1
1
0
0
-4,746
1,688
0
0
14
3
1
0
0
-4,746
-1,688
0
0
15
1
1
0
0
-4,746
1,688
0
0
15
3
1
0
0
-4,746
-1,688
0
0
Минимакс усилий и напряжений (комбинации)
Единицы измерений: Т, м.
Параметры выборки:
Список узлов/элементов: все
Список загружений/комбинаций: все
Список факторов: все
Минимакс усилий и напряжений (комбинации)
Фактор
Максимальные значения
Значение
Минимальные значения
Элемент Сечение Комбинация
Значение
Элемент Сечение Комбинация
N
0
3
2
1
0
3
2
1
Mk
0
3
2
1
0
3
2
1
My
-1,187
6
2
1
-4,746
7
3
1
Qz
1,688
6
1
1
-1,688
7
3
1
Mz
0
3
2
1
0
3
2
1
Qy
0
3
2
1
0
3
2
1
Пояснительная записка испытания в ПК SCAD
Оборудование для очистки промышленного масла (ТУ
3616-001-47992552-2010), с трубопроводами ( ГОСТ Р 55989-2014)
Общие данные
22

23.

Расчет выполнен с помощью проектно-вычислительного комплекса SCAD. Комплекс реализует
конечно-элементное моделирование статических и динамических расчетных схем, проверку
устойчивости, выбор невыгодных сочетаний усилий, подбор арматуры железобетонных
конструкций, проверку несущей способности стальных конструкций. В представленной ниже
пояснительной записке описаны лишь фактически использованные при расчетах названного
объекта возможности комплекса SCAD.
Краткая характеристика методики расчета в ПК SCAD крепления оборудования на ФПС (фрикционноподвижных соединениях» для очистки промышленного масла (ТУ 3616-001-47992552-2010), с трубопроводами ( ГОСТ Р
55989-2014)
В основу расчета положен метод конечных элементов с использованием в качестве основных
неизвестных перемещений и поворотов узлов расчетной схемы. В связи с этим идеализация
конструкции выполнена в форме, приспособленной к использованию этого метода, а именно:
система представлена в виде набора тел стандартного типа (стержней, пластин, оболочек и
т.д.), называемых конечными элементами и присоединенных к узлам.
Тип конечного элемента определяется его геометрической формой, правилами,
определяющими зависимость между перемещениями узлов конечного элемента и узлов
системы, физическим законом, определяющим зависимость между внутренними усилиями и
внутренними перемещениями, и набором параметров (жесткостей), входящих в описание этого
закона и др.
Узел в расчетной схеме метода перемещений представляется в виде абсолютно жесткого тела
исчезающе малых размеров. Положение узла в пространстве при деформациях системы
определяется координатами центра и углами поворота трех осей, жестко связанных с узлом.
Узел представлен как объект, обладающий шестью степенями свободы - тремя линейными
смещениями и тремя углами поворота.
Все узлы и элементы расчетной схемы нумеруются. Номера, присвоенные им, следует
трактовать только, как имена, которые позволяют делать необходимые ссылки.
Основная система метода перемещений выбирается путем наложения в каждом узле всех
связей, запрещающих любые узловые перемещения. Условия равенства нулю усилий в этих
связях представляют собой разрешающие уравнения равновесия, а смещения указанных
связей - основные неизвестные метода перемещений.
В общем случае в
перемещений:
пространственных конструкциях в узле могут присутствовать все шесть
1 - линейное перемещение вдоль оси X;
2 - линейное перемещение вдоль оси Y;
3 - линейное перемещение вдоль оси Z;
4 - угол поворота с вектором вдоль оси X (поворот вокруг оси X);
5 - угол поворота с вектором вдоль оси Y (поворот вокруг оси Y);
6 - угол поворота с вектором вдоль оси Z (поворот вокруг оси Z).
Нумерация перемещений в узле (степеней свободы), представленная выше, используется
23

24.

далее всюду без специальных оговорок, а также используются соответственно обозначения X,
Y, Z, UX, UY и UZ для обозначения величин соответствующих линейных перемещений и углов
поворота.
В соответствии с идеологией метода конечных элементов, истинная форма поля перемещений
внутри элемента (за исключением элементов стержневого типа) приближенно представлена
различными упрощенными зависимостями. При этом погрешность в определении напряжений и
k
деформаций имеет порядок (h/L) , где h — максимальный шаг сетки; L — характерный размер
области. Скорость уменьшения ошибки приближенного результата (скорость сходимости)
определяется показателем степени k, который имеет разное значение для перемещений и
различных компонент внутренних усилий (напряжений).
Расчетная схема испытания в ПК SCAD оборудования для очистки промышленного масла (ТУ 3616-00147992552-2010), с трубопроводами ( ГОСТ Р 55989-2014)
Системы координат
Для задания данных о расчетной схеме могут быть использованы различные системы
координат, которые в дальнейшем преобразуются в декартовы. В дальнейшем для описания
расчетной схемы используются следующие декартовы системы координат:
Глобальная правосторонняя система координат XYZ, связанная с расчетной схемой
Локальные правосторонние системы координат, связанные с каждым конечным элементом.
Тип схемы
Расчетная схема определена как система с признаком 5. Это означает, что рассматривается
система общего вида, деформации которой и ее основные неизвестные представлены
линейными перемещениями узловых точек вдоль осей X, Y, Z и поворотами вокруг этих осей.
Количественные характеристики расчетной схемы
Расчетная схема характеризуется следующими параметрами:
Количество узлов — 10
Количество конечных элементов — 15
Общее количество неизвестных перемещений и поворотов — 36
Количество загружений — 2
Количество комбинаций загружений — 1
Выбранный режим статического расчета
Статический расчет системы выполнен в линейной постановке.
Набор исходных данных
Детальное описание расчетной схемы содержится в документе "Исходные данные", где в
табличной форме представлены сведения о расчетной схеме, содержащие координаты всех
узлов, характеристики всех конечных элементов, условия примыкания конечных элементов к
24

25.

узлам и др.
Граничные условия
Возможные перемещения узлов конечно-элементной расчетной схемы ограничены внешними
связями, запрещающими некоторые из этих перемещений. Наличие таких связей помечено в
таблице "Координаты и связи" описания исходных данных символом #.
Условия примыкания элементов к узлам
Точки примыкания конечного элемента к узлам (концевые сечения элементов) имеют
одинаковые перемещения с указанными узлами.
Характеристики использованных типов конечных элементов
В расчетную схему включены конечные элементы следующих типов.
Стержневые конечные элементы, для которых предусмотрена работа по обычным правилам
сопротивления материалов. Описание их напряженного состояния связано с местной системой
координат, у которой ось X1 ориентирована вдоль стержня, а оси Y1 и Z1 — вдоль главных
осей инерции поперечного сечения.
Некоторые стержни присоединены к узлам через абсолютно жесткие вставки, с помощью
которых учитываются эксцентриситеты узловых примыканий. Тогда ось X1 ориентирована
вдоль упругой части стержня, а оси Y1 и Z1 — вдоль главных осей инерции поперечного
сечения упругой части стержня.
К стержневым конечным элементам рассматриваемой расчетной схемы относятся следующие
типы элементов:
Элемент типа 5, который работает по пространственной схеме и воспринимает продольную
силу N, изгибающие моменты Мy и Mz, поперечные силы Qz и Qy, а также крутящий момент Mk.
Результаты расчета
В настоящем отчете результаты расчета представлены выборочно. Вся полученная в
результате расчета информация хранится в электронном виде.
Перемещения
Вычисленные значения линейных перемещений и поворотов узлов от загружений
представлены в таблице результатов расчета «Перемещения узлов».
Вычисленные значения линейных перемещений и поворотов узлов от комбинаций загружений
представлены в таблице результатов расчета «Перемещения узлов от комбинаций».
Правило знаков для перемещений
Правило знаков для перемещений принято таким, что линейные перемещения положительны,
если они направлены в сторону возрастания соответствующей координаты, а углы поворота
положительны, если они соответствуют правилу правого винта (при взгляде от конца
соответствующей оси к ее началу движение происходит против часовой стрелки).
Усилия и напряжения
25

26.

Вычисленные значения усилий и напряжений в элементах от загружений представлены в
таблице результатов расчета «Усилия/напряжения элементов».
Вычисленные значения усилий и напряжений в элементах от комбинаций загружений
представлены в таблице результатов расчета «Усилия/напряжения элементов от комбинаций
загружений».
Для стержневых элементов усилия по умолчанию выводятся в концевых сечениях упругой
части (начальном и конечном) и в центре упругой части, а при наличии запроса пользователя и
в промежуточных сечениях по длине упругой части стержня. Для пластинчатых, обьемных,
осесимметричных и оболочечных элементов напряжения выводятся в центре тяжести элемента
и при наличии эапроса пользователя в узлах элемента.
Правило знаков для усилий (напряжений)
Правила знаков для усилий (напряжений) приняты следующими:
Для стержневых элементов возможно наличие следующих усилий:
N - продольная сила;
M - крутящий момент;
MY - изгибающий момент с вектором вдоль оси Y1;
QZ - перерезывающая сила в направлении оси Z1 соответствующая моменту MY;
MZ - изгибающий момент относительно оси Z1;
QY - перерезывающая сила в направлении оси Y1 соответствующая моменту MZ;
RZ - отпор упругого основания.
Положительные направления усилий в стержнях приняты следующими:
для перерезывающих сил QZ и QY - по направлениям соответствующих осей Z1 и Y1;
для моментов MX, MY, MZ - против часовой стрелки, если смотреть с конца соответствующей
оси X1, Y1, Z1;
положительная продольная сила N всегда растягивает стержень.
26

27.

На рисунке показаны положительные направления внутренних усилий и моментов в сечении
горизонтальных и наклонных (а), а также вертикальных (б) стержней.
Знаком “+” (плюс) помечены растянутые, а знаком ”-” (минус) - сжатые волокна поперечного
сечения от воздействия положительных моментов My и Mz.
Суммарные значения приложенных нагрузок по нагружениям.
В протоколе решения задачи для каждого из нагружений указываются значения суммарной
узловой нагрузки, действующей на систему.
27

28.

Протокол выполнения расчета Оборудования для очистки промышленного масла (ТУ 3616-001-47992552-2010), с трубопроводами (
ГОСТ Р 55989-2014)
Thu Feb 04 11:54:29 2020
Полный pасчет. Версия 11.5. Сборка: Aprel 20 2020
файл - "C:AND SETTINGSабочий столля папы.SPR",
шифр - "Для папы".
11:54:29
Ввод исходных данных основной схемы
11:54:29
Подготовка данных многофронтального метода
11:54:29
Использование оперативной памяти: 60 процентов
11:54:29
Высокопроизводительный режим факторизации
11:54:29
Информация о расчетной схеме:
- шифp схемы
Для папы
- поpядок системы уpавнений
- шиpина ленты
36
27
- количество элементов
- количество узлов
- количество загpужений
- плотность матpицы
15
10
2
100%
11:54:29
Необходимая для выполнения pасчета дисковая память:
28

29.

матpица жесткости основной схемы динамика
-
пеpемещения
усилия
2 Kb
0 Kb
-
1 Kb
-
1 Kb
рабочие файлы
-
10 Kb
---------------------------------------------всего
-
0.015 Mb
11:54:29
На диске свободно 18341.418 Mb
11:54:29
Разложение матрицы жесткости многофронтальным методом.
11:54:30
Геометрически изменяемая система по направлению 2 в узлах:
8
11:54:30
Накопление нагрузок основной схемы.
Суммарные внешние нагрузки на основную схему
X
Y
Z
1-
0
0
60
2-
0
0
213.5
UX
UY
0
0
0
0
UZ
0
0
11:54:30
ВНИМАНИЕ: Дана сумма всех внешних нагрузок на основную схему
11:54:30
Вычисление перемещений в основной схеме.
11:54:30
29

30.

Работа внешних сил
1-
-0
2-
0.0485796
11:54:31
Контроль решения для основной схемы.
11:54:31
Вычисление усилий в основной схеме.
11:54:31
Вычисление сочетаний нагpужений в основной схеме.
11:54:31
Вычисление усилий пpи комбинации загpужений
11:54:31
Вычисление пеpемещений по сочетаниям
нагpузок в основной схеме.
11:54:32
З А Д А Н И Е В Ы П О Л Н Е Н О 16 апреля 2020
Затраченное время : 0.03 мин.
Отчет сформирован программой Результаты расчета, версия: 11.5.1.1 от 16.04.2020
30

31.

31

32.

32

33.

33

34.

34

35.

35

36.

Главным отличием сейсмостойкой, вибростойкой опоры , трубопровода на фланцевых фрикционно подвижных соединениях (ФФПС) является множество подвижных примыканий несущих крестовидны, тручатых и
квадратных скользящих пластин телескопической маятниковой виброизолирующей опоры . Как следствие
необходимо типизировать этот сейсмоизолирующий и виброизолирующий узел, сделав его экономичным и
простым при монтаже сейсмоизолирующего пояса на фланцевых фрикционно-подвижных соедиениях (ФФПС) .
В качестве объекта исследования был выбран узел по изобретению № 165076 "Опора сейсмостокая"
,опубликовано 10.10.2016 Бюл № 28 поглощающий сейсмическую энергию при помощи фланцевого
соединения.
Для проверки полученных данных было принято решение провести испытания в натуральную величину, но так
как новый вид сортового проката находится в стадии разработки, испытательные образцы были изготовлены
скользящие платины из листовой стали С345.
Протокол испытаний на осевое статическое усилие сдвига фрикционно-подвижного соединения по линии нагрузки испытаний на
вибростойкость виброизолирующее оборудование под виброизолирующие основания для Оборудование для очистки промышленного масла
(ТУ 3616-001-47992552-2010), с трубопроводами ( ГОСТ Р 55989-2014) Дата проведения испытаний: 16 апреля 2020 г.
Главным отличием сейсмостойкой, вибростойкой опоры , трубопровода на фланцевых фрикционно подвижных соединениях (ФФПС) является множество подвижных примыканий несущих крестовидны, тручатых
и квадратных скользящих пластин телескопической маятниковой виброизолирующей опоры . Как следствие
необходимо типизировать этот сейсмоизолирующий и виброизолирующий узел, сделав его экономичным и
простым при монтаже сейсмоизолирующего пояса на фланцевых фрикционно-подвижных соединениях (ФФПС) .
В качестве объекта исследования был выбран узел по изобретению № 165076 "Опора сейсмостойкая"
,опубликовано 10.10.2016 Бюл № 28 поглощающий сейсмическую энергию при помощи фланцевого
соединения.
Для проверки полученных данных было принято решение провести испытания в натуральную величину, но так
как новый вид сортового проката находится в стадии разработки, испытательные образцы были изготовлены
скользящие платины из листовой стали С345.
Протокол испытаний на осевое статическое усилие сдвига фрикционно-подвижного соединения по линии нагрузки испытаний на
вибростойкость виброизолирующее оборудование под виброизолирующие основания под Оборудование для очистки промышленного
масла (ТУ 3616-001-47992552-2010), с трубопроводами ( ГОСТ Р 55989-2014), предназначенное для сейсмоопасных районов с сейсмичностью до 9
баллов, серийный выпуск (в районах с сейсмичностью 8 баллов и выше для установки оборудования и трубопроводов необходимо использование
сейсмостойких телескопических опор, а для соединения трубопроводов - фланцевых фрикционно- подвижных соединений, работающих на сдвиг, с
использованием фрикци -болта, состоящего из латунной шпильки с пропиленным в ней пазом и с забитым в паз шпильки медным обожженным
клином, согласно рекомендациям ЦНИИП им Мельникова, ОСТ 36-146-88, ОСТ 108.275.63-80,РТМ 24.038.12-72, ОСТ 37.001.050- 73,альбома 1-4871997.00.00 и изобрет. №№ 1143895, 1174616,1168755 SU, 4,094,111 US, TW201400676 Restraintanti-windandanti-seismic-friction-damping-device и
36

37.

согласно изобретения «Опора сейсмостойкая» Мкл E04H 9/02, патент № 165076 RU, Бюл.28, от 10.10.2016, в местах подключения трубопроводов к
оборудованию для очистки промышленного масла, трубопроводы должны быть уложены в виде "змейки" или "зиг-зага "). .
Дата проведения испытаний: 17 апреля 2020 г.
Основание для проведения испытаний: заявка от 17.04.2020 г. «СейсмоФОНД» СПб ГАСУ
Наименование продукции: Болтовое фрикционно –подвижное соединение с
четырьмя шестигранными гайками установленные в длинные овальные отверстия на болтах с контролируемым натяжением согласно СП
16.13330.2011 Стальные конструкции (СНиП II -23-81*)
Предъявитель продукции: организация «СейсмоФОНД».
Место проведения испытаний: Обособленное подразделение ООО «РОССТРО» - «ПКТИ». Испытательный центр «ПКТИ-СтройТЕСТ».
ИЛ ИСМКиССИ.
Определяемые показатели: Статическое усилие сдвига зажима вдоль оси шпильки.
Испытательное оборудование и данные о поверке: Для создания осевого усилия использовалась испытательная машина ZD-10/90 зав. №
66/79 (сертификат о калибровке Свидетельство о регистрации в РСК № 001414 от 05 06 2015 г. СЕРТИФИКАТ О КАЛИБРОВКЕ № 0826Ш-16 Дата калибровки: "01" сентября 2016 г ).
Регистрация усилия выдергивания производилась по шкале до 1000 кгс. Методика проведения испытаний:
В соответствии с поставленной «Заказчиком» задачей: определения величины усилия, при котором будет происходить перемещение
зажима по условному длинному овальному отверстию , в зависимости от усилия затяжки гаек, испытаны два образца узла крепления
(описание в таблице).
Испытание статической нагрузкой проводилось путем жесткого закрепления фрикционно –подвижного соединения (ФПС) на станине
испытательной машины и приложения усилия к дугообразному зажиму в направлении оси шпильки, фрагмента узла протяжного
фрикционно-подвижного соединения на двух болтах М10 и 4 –х гаках М10 , 4 стальных шайбах толщиной 3 мм , диаметром 34 мм
установленных в длинных ( условно) овальных отверстиях в соответствии с требованиям :
СП 56.13330.2011 Производственные здания. Актуализированная редакция СНиП 31-03-2001, ГОСТ 30546.1-98 , ГОСТ 30546.2-98, ГОСТ
30546.3-98, СП 14.13330-2011 п .4.6. «Обеспечение демпфированности фрикционно-подвижного соединения (ФПС)», альбом серия 4.4029 «Анкерные болты», вып. 5 «Ленгипронефтехим», ГОСТ 17516.1-90 (сейсмические воздействия 9 баллов по шкале MSK-64 п.5), СП
16.13330.2011. п.14.3, ТКП 45-5.04-274-2012 (02250) , п.10.7, 10.8.
Испытания производились согласно требованиям СП 14.13330. 2014, п.4.7 (демпфирование), п.6.1.6, п.5.2 (моделей), СП 16.13330. 2011
(СНиПII-23-81*), п.14,3 -15.2.4, ТКТ 45-5.04-274-2012( 02250), п.10.3.2 -10.10.3, согласно изобретениям №№ 1143895, 1174616,1168755
SU, 2371627, 2247278, 2357146, 2403488, 2076985 RU № 4,094,111 US, TW 201400676 Restraintanti-windandantiseismicfrictiondampingdevice. Испытания проводились на основе прогрессивной теории активной сейсмозащиты зданий согласно ГОСТ
6249-52 «Шкала для определения силы землетрясения». Более подробно с испытаниями сдвигоустойчивых податливых узлов крепления
можно ознакомиться в ИЦ «ПКТИ-СтройТЕСТ»,
адрес: 197341, СПб, ул. Афонская, д.2, тел 302-04-93, ф 302-06-88, [email protected] (ранее составлен акт испытаний на осевое
статическое усилие сдвига дугообразного зажима анкерной шпильки № 1516-2 от 25.11.2013)
Определение несущей способности образца( соединения ) на высокопрочных ботах в длинных овальных отверстиях и определение
коэффициента трения между контактными поверхностями соединяемых элементов. Причем, между контактирующими поверхностями
проложен стальной трос в полиэтиленовой оплетке диаметром 4 мм
Испытания образцов, соединений проводились согласно: СТП 006-97 Устройство соединений на высокопрочных болтах в стальных
конструкциях мостов
СТП 006 -97
37

38.

СТАНДАРТ ПРЕДПРИЯТИЯ УСТРОЙСТВО СОЕДИНЕНИЙ НА ВЫСОКОПРОЧНЫХ БОЛТАХ В СТАЛЬНЫХ
КОНСТРУКЦИЯХ МОСТОВ КОРПОРАЦИЯ «ТРАНССТРОЙ»
МОСКВА 1998
Предисловие
1 РАЗРАБОТАН Научно-исследовательским центром «Мосты» ОАО « ЦНИИС» (канд. техн. наук А.С. П латонов, канд. техн. наук И.Б .
Ройзм ан, инж . А.В. К ру чинки н, канд. техн. наук М.Л. Лобков, инж . М .М. Мещ еряков)
ВНЕСЕН Научно-техническим центром Корпорации «Трансстрой»
2 ПРИНЯТ И ВВЕДЕН В ДЕЙСТВИЕ Корпорацией «Трансстрой» распоряжением от 09 октября 1997 г. № МО-233
3 СОГЛАСОВАН специализированными фирмами « Мостострой», «Транспроект» Корпорации «Трансстрой», Главным управлением пути
Министерства путей сообщения РФ
4 С введением настоящего стандарта утрачивает силу ВСН 163 -69 «Инструкция по технологии устройства соединений на высокопрочных
болтах в стальных конструкциях мостов»
Л. 1 Несущая способность соединений на высокопрочных болтах оценивается испытанием на сдвиг при сжатии двух срезных
одноболтовы х образцов.
Отбор образцов выполняется в соответствии с пунктом 8.12.
Л. 2 Образцы изготовляют из стали, применяемой в конструкции возводимого сооружения (рис. Л.1).
Рис. Л. 1 . Образец для испытания на сдвиг при сжатии:
1 - основной элемент; 2 - накладка; 3 - высокопрочный болт с шайбами и гайкой (в скобках размеры при исполь зовании болтов М27 )
Пластины 1 и 2 вырезают газорезкой с припуском 2 - 3 мм по контуру, а затем фрезеруют до проектных размеров в плане. Отверстия
образуются сверлением, заусенцы по кромкам и в отверстиях удаляю тся.
Пластины должны быть плоскими, не иметь грибовидности или выпуклости.
Л .3 Контактные поверхности пластин 1 и 2 обрабатываются по технологии, принятой в проекте сооружения.
Используются высокопрочные болты, подготовленные к установке и натяжению в монтажных соединениях конструкции. Натяжени е
болта осуществляется динамометрическими ключами, применяемыми на строительстве при сборке соединений на высокопрочных болтах.
Пластины перед натяжением болта устанавливаются так, чтобы был гарантирован зазор «над болтом» в отверстии пластины 7 .
После натяжения болта опорные торцы пластин 1 и 2 должны быть параллельны, а торцы пластин 2 находиться на одном уровне.
Сведения о сборке образцов заносятся в протокол.
Образцы испытывают на сжатие на прессе развивающем усилие не менее 50 тс. Точность испытательной машины должна быть не ниже ±2
%.
Образец нагружается до момента сдвига средней пластины 1 о т носительно пластин 2 и при этом фиксируется нагрузка Т,
характеризующая исчерпание несущей способности образца. Испытания рекомендуется проводить с записью диаграммы сжатия образца.
Для суждения о сдвиге необходимо нанести риски на пластинах 1 и 2 .
Результаты испытания заносятся в протокол, г де отмечается дата испытания, маркировка образца, нагрузка, соответствующая сдвигу
(прик ладывается диаграмма сжатия), и фамилии лиц, проводивших испытания.
Протокол со сведениями по отбору и испытанию образцов предъявляется при приемке соединений.
38

39.

Л .4 Несущая способность образца Т, полученная при испытании и расчетное усилие Q bh , принятое в проекте сооружения, которое может
быть воспринято каждой п о верхностью трения соединяемых элеме нтов, стянутых одним высокопрочным болтом (одним болт оконт акт
ом), оценивается соотношением Qbh ≤ Т/ 2 в каждом из трех образцов.
В случае невыполнения указанного соотношения решение принимается комиссионно с участием заказчика, проектной и научно-исследоват
е льской организаций.
Приложение М (информационное) Библиография
[1 ] . Правила по охране труда при сооружении мостов. ЦНИИС, 1991 г.
[2 ] . Правила устройства и безопасной эксплуатации сосудов, работающих под давлением. Госгортехнадзор СССР, 1970 г.
[3 ] . Санитарные правила при работе с эпоксидными смолами. Госсанинспекция СССР, 1960 г.
[4 ] . Типовая инструкция по охране труда при хранении и перевозке горюч их, легко воспламеняющихся и взрывоопасных грузов. Оргт
рансст рой, 1978 г.
[ 5 ] . Правила пожарной безопасности при производстве строительно-монтажных работ. П ПБ1 -93 Российской Федерации.
Ключевые слова: фрикционное соединение, контактная поверхность, способ обработки контактных поверхностей, повторная обработка
контактных поверхностей, клее фрикционное покрытие контактной поверхности, высокопрочные метизы (болты, гайки, шайбы),
коэффициент закручивания, усилие натяжения болта, крутящий момент, динамометрический ключ.
Рис Общий вид образцов виброизолирующей опоры ( для виброизолирующих опор -основания под Оборудование для очистки
промышленного масла (ТУ 3616-001-47992552-2010), с трубопроводами ( ГОСТ Р 55989-2014) для ЛАЭС , согласно изобретениям № 165076 RU
E 04H 9/02 «Опора сейсмостойкая», изобретения «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» № 2010136746 от 20.01.2013, заявки на изобретение № 20181229421/20(47400) от 10.08.2018 «Опора
сейсмоизолирующая «гармошка», заявки на изобретение № 2018105803/20 (008844) от 11.05.2018 «Антисейсмическое фланцевое
фрикционно-подвижное соединение для трубопроводов» F 16L 23/02 , заявка на изобретение № 2016119967/20( 031416) от 23.05.2016
«Опора сейсмоизолирующая маятниковая» E04 H 9/02 ) испытываемых на сдвиг с болтами ( шпилькой) М 10 с тросом в
пластмассовой оплетке и без оплетки со стальным тросом М 2 мм Образец № 1 ГОСТ 22353- 77 с платиной 260 мм Х 40 Х 3 мм
Сталь 10 ХСНД
39

40.

Рис Общий вид образцов виброизолирующей опоры ( для виброизолирующих опор -основания под Оборудование для очистки
промышленного масла (ТУ 3616-001-47992552-2010), с трубопроводами ( ГОСТ Р 55989-2014) для ЛАЭС , согласно изобретениям № 165076 RU
E 04H 9/02 «Опора сейсмостойкая», изобретения «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» № 2010136746 от 20.01.2013, заявки на изобретение № 20181229421/20(47400) от 10.08.2018 «Опора
сейсмоизолирующая «гармошка», заявки на изобретение № 2018105803/20 (008844) от 11.05.2018 «Антисейсмическое фланцевое
фрикционно-подвижное соединение для трубопроводов» F 16L 23/02 , заявка на изобретение № 2016119967/20( 031416) от 23.05.2016
«Опора сейсмоизолирующая маятниковая» E04 H 9/02 ) испытываемых на сдвиг с болтами ( шпилькой) М 10 с тросом в
пластмассовой оплетке и без оплетки со стальным тросом М 2 мм Образец № 1 ГОСТ 22353- 77 с платиной 260 мм Х 40 Х 3 мм
Сталь 10 ХСНД
Рис Общий вид образцов виброизолирующей опоры ( для виброизолирующих опор -основания под Оборудование для очистки
промышленного масла (ТУ 3616-001-47992552-2010), с трубопроводами ( ГОСТ Р 55989-2014) для ЛАЭС , , согласно изобретениям № 165076 RU
E 04H 9/02 «Опора сейсмостойкая», изобретения «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» № 2010136746 от 20.01.2013, заявки на изобретение № 20181229421/20(47400) от 10.08.2018 «Опора
сейсмоизолирующая «гармошка», заявки на изобретение № 2018105803/20 (008844) от 11.05.2018 «Антисейсмическое фланцевое
фрикционно-подвижное соединение для трубопроводов» F 16L 23/02 , заявка на изобретение № 2016119967/20( 031416) от 23.05.2016
«Опора сейсмоизолирующая маятниковая» E04 H 9/02 ) испытываемых на сдвиг с болтами ( шпилькой) М 10 с тросом в
пластмассовой оплетке и без оплетки со стальным тросом М 2 мм Образец № 1 ГОСТ 22353- 77 с платиной 260 мм Х 40 Х 3 мм
Сталь 10 ХСНД
40

41.

Рис Общий вид образцов виброизолирующей опоры ( для виброизолирующих опор -основания под Оборудование для очистки
промышленного масла (ТУ 3616-001-47992552-2010), с трубопроводами ( ГОСТ Р 55989-2014) для ЛАЭС , согласно изобретениям № 165076 RU
E 04H 9/02 «Опора сейсмостойкая», изобретения «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» № 2010136746 от 20.01.2013, заявки на изобретение № 20181229421/20(47400) от 10.08.2018 «Опора
сейсмоизолирующая «гармошка», заявки на изобретение № 2018105803/20 (008844) от 11.05.2018 «Антисейсмическое фланцевое
фрикционно-подвижное соединение для трубопроводов» F 16L 23/02 , заявка на изобретение № 2016119967/20( 031416) от 23.05.2016
«Опора сейсмоизолирующая маятниковая» E04 H 9/02 ) испытываемых на сдвиг с болтами ( шпилькой) М 10 с тросом в
пластмассовой оплетке и без оплетки со стальным тросом М 2 мм Образец № 1 ГОСТ 22353- 77 с платиной 260 мм Х 40 Х 3 мм
Сталь 10 ХСНД
Рис Общий вид образцов виброизолирующей опоры ( для виброизолирующих опор -основания под Оборудование для очистки
промышленного масла (ТУ 3616-001-47992552-2010), с трубопроводами ( ГОСТ Р 55989-2014) дляЛАЭС , согласно изобретениям № 165076 RU E
04H 9/02 «Опора сейсмостойкая», изобретения «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» № 2010136746 от 20.01.2013, заявки на изобретение № 20181229421/20(47400) от 10.08.2018 «Опора
сейсмоизолирующая «гармошка», заявки на изобретение № 2018105803/20 (008844) от 11.05.2018 «Антисейсмическое фланцевое
фрикционно-подвижное соединение для трубопроводов» F 16L 23/02 , заявка на изобретение № 2016119967/20( 031416) от 23.05.2016
«Опора сейсмоизолирующая маятниковая» E04 H 9/02 ) испытываемых на сдвиг с болтами ( шпилькой) М 10 с тросом в
пластмассовой оплетке и без оплетки со стальным тросом М 2 мм Образец № 1 ГОСТ 22353- 77 с платиной 260 мм Х 40 Х 3 мм
Сталь 10 ХСНД
41

42.

Рис Общий вид образцов виброизолирующей опоры ( для виброизолирующих опор -основания под Оборудование для очистки
промышленного масла (ТУ 3616-001-47992552-2010), с трубопроводами ( ГОСТ Р 55989-2014) для ЛАЭС , согласно изобретениям № 165076 RU
E 04H 9/02 «Опора сейсмостойкая», изобретения «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» № 2010136746 от 20.01.2013, заявки на изобретение № 20181229421/20(47400) от 10.08.2018 «Опора
сейсмоизолирующая «гармошка», заявки на изобретение № 2018105803/20 (008844) от 11.05.2018 «Антисейсмическое фланцевое
фрикционно-подвижное соединение для трубопроводов» F 16L 23/02 , заявка на изобретение № 2016119967/20( 031416) от 23.05.2016
«Опора сейсмоизолирующая маятниковая» E04 H 9/02 ) испытываемых на сдвиг с болтами ( шпилькой) М 10 с тросом в
пластмассовой оплетке и без оплетки со стальным тросом М 2 мм Образец № 1 ГОСТ 22353- 77 с платиной 260 мм Х 40 Х 3 мм
Сталь 10 ХСНД
Рис Общий вид образцов виброизолирующей опоры ( для виброизолирующих опор -основания под Оборудование для очистки
промышленного масла (ТУ 3616-001-47992552-2010), с трубопроводами ( ГОСТ Р 55989-2014) для ЛАЭС , согласно изобретениям № 165076 RU
E 04H 9/02 «Опора сейсмостойкая», изобретения «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» № 2010136746 от 20.01.2013, заявки на изобретение № 20181229421/20(47400) от 10.08.2018 «Опора
сейсмоизолирующая «гармошка», заявки на изобретение № 2018105803/20 (008844) от 11.05.2018 «Антисейсмическое фланцевое
фрикционно-подвижное соединение для трубопроводов» F 16L 23/02 , заявка на изобретение № 2016119967/20( 031416) от 23.05.2016
«Опора сейсмоизолирующая маятниковая» E04 H 9/02 ) испытываемых на сдвиг с болтами ( шпилькой) М 10 с тросом в
пластмассовой оплетке и без оплетки со стальным тросом М 2 мм Образец № 1 ГОСТ 22353- 77 с платиной 260 мм Х 40 Х 3 мм
Сталь 10 ХСНД
Рис Общий вид образцов виброизолирующей опоры ( для виброизолирующих опор -основания под Оборудование для очистки
промышленного масла (ТУ 3616-001-47992552-2010), с трубопроводами ( ГОСТ Р 55989-2014) для Л АЭС , согласно изобретениям № 165076 RU
E 04H 9/02 «Опора сейсмостойкая», изобретения «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» № 2010136746 от 20.01.2013, заявки на изобретение № 20181229421/20(47400) от 10.08.2018 «Опора
сейсмоизолирующая «гармошка», заявки на изобретение № 2018105803/20 (008844) от 11.05.2018 «Антисейсмическое фланцевое
42

43.

фрикционно-подвижное соединение для трубопроводов» F 16L 23/02 , заявка на изобретение № 2016119967/20( 031416) от 23.05.2016
«Опора сейсмоизолирующая маятниковая» E04 H 9/02 ) испытываемых на сдвиг с болтами ( шпилькой) М 10 с тросом в
пластмассовой оплетке и без оплетки со стальным тросом М 2 мм Образец № 1 ГОСТ 22353- 77 с платиной 260 мм Х 40 Х 3 мм
Сталь 10 ХСНД
Рис Общий вид образцов виброизолирующей опоры ( для виброизолирующих опор -основания под Оборудование для очистки
промышленного масла (ТУ 3616-001-47992552-2010), с трубопроводами ( ГОСТ Р 55989-2014) для Л АЭС , согласно изобретениям № 165076 RU
E 04H 9/02 «Опора сейсмостойкая», изобретения «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» № 2010136746 от 20.01.2013, заявки на изобретение № 20181229421/20(47400) от 10.08.2018 «Опора
сейсмоизолирующая «гармошка», заявки на изобретение № 2018105803/20 (008844) от 11.05.2018 «Антисейсмическое фланцевое
фрикционно-подвижное соединение для трубопроводов» F 16L 23/02 , заявка на изобретение № 2016119967/20( 031416) от 23.05.2016
«Опора сейсмоизолирующая маятниковая» E04 H 9/02 ) испытываемых на сдвиг с болтами ( шпилькой) М 10 с тросом в
пластмассовой оплетке и без оплетки со стальным тросом М 2 мм Образец № 1 ГОСТ 22353- 77 с платиной 260 мм Х 40 Х 3 мм
Сталь 10 ХСНД
Рис Общий вид образцов виброизолирующей опоры ( для виброизолирующих опор -основания под Оборудование для очистки
промышленного масла (ТУ 3616-001-47992552-2010), с трубопроводами ( ГОСТ Р 55989-2014) для ЛАЭС , согласно изобретениям № 165076 RU
E 04H 9/02 «Опора сейсмостойкая», изобретения «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» № 2010136746 от 20.01.2013, заявки на изобретение № 20181229421/20(47400) от 10.08.2018 «Опора
сейсмоизолирующая «гармошка», заявки на изобретение № 2018105803/20 (008844) от 11.05.2018 «Антисейсмическое фланцевое
фрикционно-подвижное соединение для трубопроводов» F 16L 23/02 , заявка на изобретение № 2016119967/20( 031416) от 23.05.2016
«Опора сейсмоизолирующая маятниковая» E04 H 9/02 ) испытываемых на сдвиг с болтами ( шпилькой) М 10 с тросом в
пластмассовой оплетке и без оплетки со стальным тросом М 2 мм Образец № 1 ГОСТ 22353- 77 с платиной 260 мм Х 40 Х 3 мм
Сталь 10 ХСНД
43

44.

44

45.

45

46.

46

47.

47

48.

48

49.

49

50.

Рис Общий вид образцов виброизолирующей опоры ( для виброизолирующих опор -основания под Оборудование для очистки
промышленного масла (ТУ 3616-001-47992552-2010), с трубопроводами ( ГОСТ Р 55989-2014) дляЛАЭС , согласно изобретениям № 165076 RU
E 04H 9/02 «Опора сейсмостойкая», изобретения «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» № 2010136746 от 20.01.2013, заявки на изобретение № 20181229421/20(47400) от 10.08.2018 «Опора
сейсмоизолирующая «гармошка», заявки на изобретение № 2018105803/20 (008844) от 11.05.2018 «Антисейсмическое фланцевое
фрикционно-подвижное соединение для трубопроводов» F 16L 23/02 , заявка на изобретение № 2016119967/20( 031416) от 23.05.2016
«Опора сейсмоизолирующая маятниковая» E04 H 9/02 ) испытываемых на сдвиг с болтами ( шпилькой) М 10 с тросом в
пластмассовой оплетке и без оплетки со стальным тросом М 2 мм Образец № 1 ГОСТ 22353- 77 с платиной 260 мм Х 40 Х 3 мм
Сталь 10 ХСНД
Рис Общий вид образцов виброизолирующей опоры ( для виброизолирующих опор -основания под Оборудование для очистки
промышленного масла (ТУ 3616-001-47992552-2010), с трубопроводами ( ГОСТ Р 55989-2014) дляЛ АЭС , согласно изобретениям № 165076 RU
E 04H 9/02 «Опора сейсмостойкая», изобретения «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» № 2010136746 от 20.01.2013, заявки на изобретение № 20181229421/20(47400) от 10.08.2018 «Опора
сейсмоизолирующая «гармошка», заявки на изобретение № 2018105803/20 (008844) от 11.05.2018 «Антисейсмическое фланцевое
фрикционно-подвижное соединение для трубопроводов» F 16L 23/02 , заявка на изобретение № 2016119967/20( 031416) от 23.05.2016
«Опора сейсмоизолирующая маятниковая» E04 H 9/02 ) испытываемых на сдвиг с болтами ( шпилькой) М 10 с тросом в
50

51.

пластмассовой оплетке и без оплетки со стальным тросом М 2 мм
Сталь 10 ХСНД
№ п.п.
Образец № 1 ГОСТ 22353- 77 с платиной 260 мм Х 40 Х 3 мм
Результаты испытания болтового соединения на сдвиг .
Наименование узла крепления
Величина усилия, кгс, при
Характеристики
котором происходит
скольжения,
скольжение или перемещение податливости.
стального зажима для троса
по стальному анкеру
1
1.
2
Фрикционно-подвижное
3
соединение
(ФПС)
с
Было ранее
_____(50)
Стало
болтовыми зажимами с четырьмя шестигранными
на
половина
усилия
Перемещение шайбы с гайкой
2,5 см по овальному
отверстию при постоянной
нагрузке
гайками M l0, затянутыми с помощью гаечного
ключа
4
или
динамометрического ключа с усилием 40 Н*м. с (
между
контактирующими
поверхностями
проложен стальной трос в пластмассой оплетке
диаметром 4 мм)
2.
Фрикционно –подвижное соединение с четырьмя
Было 90-150
гайками с двух сторон затянуты гаечным ключом
Стало
_______
гайками М10, затянутыми с помощью гаечного
ключа или динамометрического ключа с усилием
20 Н*м.
между
контактирующими
3,5-4.0 см по условному
овальному отверстию при
на максимальную нагрузку двумя шестигранными
(
Перемещение шайбы с гайком
поверхностями
проложен стальной трос в пластмассой оплетке
диаметром 4 мм)
51
постоянной нагрузке

52.

Результаты испытания телескопической и струнной- стрежневой виброизолирующей опоры ( для виброизолирующих опор основания под Оборудование для очистки промышленного масла (ТУ 3616-001-47992552-2010), с трубопроводами ( ГОСТ Р 55989-2014),
предназначенное для сейсмоопасных районов с сейсмичностью до 9 баллов, серийный выпуск (в районах с сейсмичностью 8 баллов и выше для
установки оборудования и трубопроводов необходимо использование сейсмостойких телескопических опор, а для соединения трубопроводов фланцевых фрикционно- подвижных соединений, работающих на сдвиг, с использованием фрикци -болта, состоящего из латунной шпильки с
пропиленным в ней пазом и с забитым в паз шпильки медным обожженным клином, согласно рекомендациям ЦНИИП им Мельникова, ОСТ 36146-88, ОСТ 108.275.63-80,РТМ 24.038.12-72, ОСТ 37.001.050- 73,альбома 1-487-1997.00.00 и изобрет. №№ 1143895, 1174616,1168755 SU, 4,094,111 US,
TW201400676 Restraintanti-windandanti-seismic-friction-damping-device и согласно изобретения «Опора сейсмостойкая» Мкл E04H 9/02, патент №
165076 RU, Бюл.28, от 10.10.2016, в местах подключения трубопроводов к оборудованию для очистки промышленного масла, трубопроводы
должны быть уложены в виде "змейки" или "зиг-зага ") для Ленинградской АЭС , согласно изобретениям № 165076 RU E 04H 9/02 «Опора
сейсмостойкая», изобретения «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» № 2010136746 от 20.01.2013, заявки на изобретение № 20181229421/20(47400) от 10.08.2018 «Опора
сейсмоизолирующая «гармошка», заявки на изобретение № 2018105803/20 (008844) от 11.05.2018 «Антисейсмическое фланцевое
фрикционно-подвижное соединение для трубопроводов» F 16L 23/02 , заявка на изобретение № 2016119967/20( 031416) от 23.05.2016
«Опора сейсмоизолирующая маятниковая» E04 H 9/02 ) испытываемых на сдвиг с болтами ( шпилькой) М 10 с тросом в
пластмассовой оплетке и без оплетки со стальным тросом М 2 мм Образец № 1 ГОСТ 22353- 77 с платиной 260 мм Х 40 Х 3 мм Сталь
10 ХСНД
№ п.п.
Наименование узла крепления
Величина усилия, кгс, при
Характеристики
котором происходит
скольжения,
скольжение или перемещение податливости между
1
1.
стального зажима для троса
контактирующими
по стальному анкеру
поверхностями .
2
Фрикционно-подвижное
3
соединение
(ФПС)
с
50
болтовыми зажимами с четырьмя шестигранными
на
половина
усилия
Перемещение шайбы с гайком
2,5 см по овальному
отверстию при постоянной
нагрузке
гайками M l0, затянутыми с помощью гаечного
ключа
4
или
динамометрического ключа с усилием 40 Н*м.
2.
Фрикционно –подвижное соединение с четырьмя
90-150
гайками с двух сторон затянуты гаечным ключом
Перемещение шайбы с гайком
3,5-4.0 см по условному
овальному отверстию при
постоянной нагрузке
на максимальную нагрузку двумя шестигранными
гайками М10, затянутыми с помощью гаечного
ключа или динамометрического ключа с усилием
20 Н*м.
52

53.

Результаты испытания струнной , стрежневого виброизолятора вместо стальной гофры (отсутствует)
.
№ п.п.
Наименование узла крепления
Величина усилия, кгс, при
Характеристики
котором происходит
скольжения,
скольжение или перемещение податливости.
стального зажима для троса
по стальному анкеру
1
1.
2
Фрикционно-подвижное
3
соединение
(ФПС)
с
4
Сдвиг или перемещение
50
шайбы с гайком 2,5 см по
болтовыми зажимами с четырьмя шестигранными
овальному отверстию при
постоянной нагрузке
гайками M l0, затянутыми с помощью гаечного
ключа
на
половина
усилия
или
динамометрического ключа с усилием 40 Н*м.
2.
Фрикционно –подвижное соединение с четырьмя
Перемещение шайбы с гайком
90-150
3,5-4.0 см по условному
гайками с двух сторон затянуты гаечным ключом
овальному отверстию при
постоянной нагрузке
на максимальную нагрузку двумя шестигранными
гайками М10, затянутыми с помощью гаечного
ключа или динамометрического ключа с усилием
20 Н*м.
Момент затяжки сдвигоустойчивых отжимных необработанных ботов (отделка чернением). Коэффициент трения 0,14,который
использовался при лабораторных испытаниях (Табл 5.1)
Класс
5.6
8.8
Момент
Номинальный размер резьбы
M6
M8
M10
M12
M16
M20
M24
M27
M30
M33
M36
M39
Nm
4.6
11
22
39
95
184
315
470
636
865
1111
1440
Ft. lb
3.3
8.1
16
28
70
135
232
346
468
637
819
1062
Nm
10.5
26
51
89
215
420
725
1070
1450
1970
2530
3290
53

54.

10.9
12.9
Ft. lb
7.7
19
37
65
158
309
534
789
1069
1452
1865
2426
Nm
15
36
72
125
305
590
1020
1510
2050
2770
3680
4520
Ft. lb
11
26
53
92
224
435
752
1113
1511
2042
2625
3407
Nm
18
43
87
150
365
710
1220
1810
2450
3330
4260
5550
Ft. lb
13
31
64
110
269
523
899
1334
1805
2455
3156
4093
Nm = Нм, Ft. lb = фунто-футы
Момент затяжки отжимных болтовых сдвигоустойчивых соединений. Коэффициент трения 0,125 Табл. 5.2
Организация, выполняющая испытания: Обособленное подразделение ООО «РОССТРО» - «ПКТИ». Испытательный центр «ПКТИСтройТЕСТ». ИЛ Строительных материалов. Аттестат аккредитации федерального агентства по техническому регулированию и
метрологии РОСС RU0001.22.CJI33 от 24.12.2010 г.
Результаты испытаний со стальной гайкой номер 1 .
Испытание образцов для виброизолирующей опоры ( для виброизолирующих опор -основания под Оборудование для очистки
промышленного масла (ТУ 3616-001-47992552-2010), с трубопроводами ( ГОСТ Р 55989-2014) для ЛАЭС , согласно изобретениям № 165076
RU E 04H 9/02 «Опора сейсмостойкая», изобретения «Способ защиты зданий и сооружений при взрыве с использованием
сдвигоустойчивых и легко сбрасываемых соединений, использующие систему демпфирования фрикционности и сейсмоизоляцию
54

55.

для поглощения взрывной и сейсмической энергии» № 2010136746 от 20.01.2013, заявки на изобретение № 20181229421/20(47400)
от 10.08.2018 «Опора сейсмоизолирующая «гармошка», заявки на изобретение № 2018105803/20 (008844) от 11.05.2018
«Антисейсмическое фланцевое фрикционно-подвижное соединение для трубопроводов» F 16L 23/02 , заявка на изобретение №
2016119967/20( 031416) от 23.05.2016 «Опора сейсмоизолирующая маятниковая» E04 H 9/02 ) испытываемых на сдвиг с болтами
( шпилькой) М 10 с тросом в пластмассовой оплетке и без оплетки со стальным тросом М 2 мм Образец № 1 ГОСТ 22353- 77
с платиной 260 мм Х 40 Х 3 мм Сталь 10 ХСНД
№
пп
Наименование узла крепления на податливость или
сдвигоустойчивость
1
Одна гайка М10 диаметра, затянутые с помощью
динамометрического ключа с усилием
2
Одна гайки М10 диаметра, затянутые с помощью
динамометрического ключа с усилием
3
Две гайки М10 диаметра, затянутые с помощью
динамометрического ключа с усилием
4
Две гайки М10 диаметра, затянутые с помощью
динамометрического ключа с усилием
Величина усилий кгс ( при
котором происходит
скольжение или
перемещение стального
зажима для троса по
стальному анкеру
Результаты испытаний виброизолирующей втулки (гильзы ) , из троса
Характеристики скольжения,
податливости,
демпфирования,
перемещения. разрушения
номер виброизолирующей опоры ( для
виброизолирующих опор -основания под Оборудование для очистки промышленного масла (ТУ 3616-001-47992552-2010), с трубопроводами (
ГОСТ Р 55989-2014) для ЛАЭС , согласно изобретениям № 165076 RU E 04H 9/02 «Опора сейсмостойкая», изобретения «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» № 2010136746 от
20.01.2013, заявки на изобретение № 20181229421/20(47400) от 10.08.2018 «Опора сейсмоизолирующая «гармошка», заявки на
изобретение № 2018105803/20 (008844) от 11.05.2018 «Антисейсмическое фланцевое фрикционно-подвижное соединение для
трубопроводов» F 16L 23/02 , заявка на изобретение № 2016119967/20( 031416) от 23.05.2016 «Опора сейсмоизолирующая
маятниковая» E04 H 9/02 ) испытываемых на сдвиг с болтами ( шпилькой) М 10 с тросом в пластмассовой оплетке и без
оплетки со стальным тросом М 2 мм Образец № 1 ГОСТ 22353- 77 с платиной 260 мм Х 40 Х 3 мм Сталь 10 ХСНД
2.
№
пп
Наименование узла крепления на податливость или
сдвигоустойчивость
1
Две гайки М10 диаметра, затянутые с помощью
динамометрического ключа с усилием
2
Две гайки М10 диаметра, затянутые с помощью
динамометрического ключа с усилием
Величина усилий кгс ( при
котором происходит
скольжение или
перемещение стального
зажима для троса по
стальному анкеру
55
Характеристики скольжения,
податливости,
демпфирования,
перемещения. разрушения

56.

3
Две гайки М10 диаметра, затянутые с помощью
динамометрического ключа с усилием
4
Две гайки М10 диаметра, затянутые с помощью
динамометрического ключа с усилием
Результаты испытаний узлов , образцов дляч виброизолирующей опоры ( для виброизолирующих опор -основания под
Оборудование для очистки промышленного масла (ТУ 3616-001-47992552-2010), с трубопроводами ( ГОСТ Р 55989-2014) для ЛАЭС , согласно
изобретениям № 165076 RU E 04H 9/02 «Опора сейсмостойкая», изобретения «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» № 2010136746 от 20.01.2013, заявки на изобретение №
20181229421/20(47400) от 10.08.2018 «Опора сейсмоизолирующая «гармошка», заявки на изобретение № 2018105803/20 (008844) от
11.05.2018 «Антисейсмическое фланцевое фрикционно-подвижное соединение для трубопроводов» F 16L 23/02 , заявка на
изобретение № 2016119967/20( 031416) от 23.05.2016 «Опора сейсмоизолирующая маятниковая» E04 H 9/02 ) испытываемых на
сдвиг
с болтами ( шпилькой) М 10 с тросом в пластмассовой оплетке и без оплетки со стальным тросом М 2 мм Образец № 1
ГОСТ 22353- 77 с платиной 260 мм Х 40 Х 3 мм Сталь 10 ХСНД
с смятия полимерных ( полимодальных ) демпфирующих ( сминаемых вставок в перед стальным стопором ) вставок номер 3 .
№
пп
Наименование узла крепления на податливость или
сдвигоустойчивость
Величина усилий кгс ( при
котором происходит
скольжение или
перемещение стального
зажима для троса по
стальному анкеру
Характеристики скольжения,
податливости,
демпфирования,
перемещения. разрушения
1
2
Испытания проводились согласно требования не обязательного для использования ( применения, на согласовании ) СП 14.13330.2011
п.4.6 ( обеспечить демпфированность узла ), ГОСТ Р 54257-2001, для районов с сейсмичностью 7-9 баллов с использованием при
креплении оборудования, конструкций на податливых ( сдвигоустойчивых) анкерах креплений с изолирующей трубой и
амортизирующими или демпфирующими элементами выполненных на основе рекомендаций согласно «Руководство по креплению
технологического оборудования фундаментными болтами» (67 стр) , альбом «Анкерные болты» серия 4.402-9 «Анкерные болты» , выпуск
5 ( стр. 29 ) , Инструкция по выбору рамных податливых крепей горных выработок» ( 67 стр. ), «Инструкции по применению
высокопрочных болтов в эксплуатируемых мостах» выполнены согласно изобретения № 20081246, 1701875 с демпфирующими
креплениями Скачать альбом «Конструкции пластового дренажа» http://dwg.ru http://rutracker.org/
Испытывались податливые соединения на демпфирующих креплениях с изолирующей медной или полимерной трубой анкер диаметром
12 мм- 16 мм, длиной 450 мм, с податливым зажимом и стопором, при этом якорем анкера служат два зажима для тросов согласно СН
471-75 и СН 4.402-9 выпуск 5, ГОСТ 50073-92. При испытании определялось требованиие пункта 4.6 ( демпфированность узла
крепления ) согласно СП 14.13330.2011 п 4.6 ( не обязательного для применения, отсутствующего в перечьне действующих номативных
документов ), и ГОСТ Р 54257-2010 «Надежность строительных конструкций и оснований», с учетом ГОСТ 6249-52 «Шкала для
определения силы землетрясения в пределах от 6 до 9 баллов» См. по ссылке новый ГОСТ «Шкала для определения силы землетрясения в
пределах от 6 до 9 баллов» http://scaleofintensityofearthquakes.narod.ru/ http://scaleofintensityofearthquakes2.narod.ru/
http://scaleofintensityofearthquakes3.narod.ru/
При испытания затяжки для податливых анкеров, болтов для крепления оборудования в использовать свинцовые шайбы в вилле
свинцовой петли согласно ТР 51748-2001 «Крепи металлические податливые рамные», ГОСТ Р 50910-96 «Крепи металлические
податливые рамные. Методы испытания, в методических указаниях «Определение податливости узлов соединений крепей горных
56

57.

выработок», ГУ КУЗГТУ, Прокопьевск, 2008 г, и с учетом требований ВСН 362-87, ОСТ 108.275.51-80, ОСТ 36-146-88.Скачать
которые можно на сайте : http://rutraccer.org http://dwg.ru справки: справки: факс (812) 694-78-10, тел. (812) 694-40-33
РАСЧЕТНАЯ СХЕМА УЗЛА, с горизонтальными фасонками.
Геометрические характеристики схемы
Нагрузки приложенные на схему
Результата расчета
Эпюры усилий
57

58.

58

59.

Вывод : Фасонки - накладки прошли проверку прочности по первой и
второй группе предельных состояний.
РАСЧЕТНАЯ СХЕМА УЗЛА, с вертикальными
фасонками.
Геометрические характеристики схемы
59

60.

Нагрузки приложенные на схему
Результата расчета
Эпюры усилий
60

61.

61

62.

РАСЧЕТНАЯ СХЕМА КОНДИЦИОНЕРА
Геометрические характеристики схемы
62

63.

Нагрузки приложенные на схему
63

64.

Результата расчета
Эпюры усилий
«N»
«Му»
64

65.

«Qz»
«Qy»
65

66.

Деформации
66

67.

Коэффициент использования профилей
67

68.

Конструктивное решение болтового соединения воздуховодов на косых фланцах впервые было апробировано в покрытии каркаса склада
металлоконструкций КМК "Корал" Производственная база в промышленной зоне района Рудный в Чкаловском районе г. Екатеринбурга.
Для изготовления опытного образца покрытия были разработаны рабочие чертежи стадии КМ и КМД. Изготовление элементов
конструкции и контрольная сборка производилась в ремонтно-механических мастерских производственной базы. Инструкция по
креплению фланцев к поясу ферм предусматривала такую последовательность производства работ:
1.
2.
3.
4.
Cобрать фланцы, обеспечив плотное примыкание фланцев и упоров друг с другом. Стянуть проектными фрикци-болтами с
пропиленным пазом, куда при монтаже и сборке забивается медный обожженный клин;
Установить вентиляционные короба в одной плоскости ,в плане и по высоте-. Плотно прижать полуфермы к фланцам с
овальными длинными отверстиями;
Приварить фланцы на ФФПС;
Выполнить именную маркировку вентиляционных коробов с ФФПС, разъединить короб с ФФПС.
После производились окончательная установка и затяжка всех высокопрочных болтов
68

69.

Известно стыковое соединение элементов из гнуто-сварных профилей прямоугольного или квадратного сечения, подверженных
воздействию центрального растяжения, которое выполняют со сплошными фланцами и ребрами жесткости, расположенными, как
правило, вдоль углов профиля. Ширина ребер определяется размерами фланца и профиля, длина – не менее 1,5 высоты меньшей
стороны профиля.
Изобретение "Стыковое соединение растянутых элементов", патент № 887748.
С целью повышения надежности, снижения расхода труб из гофрированного полиэтилена и упрощения стыкабыло разработано новое
техническое решение монтажных стыков растянутых элементов на косых фланцах, расположенных под углом 30 градусов относительно
продольных осей стержневых элементов и снабженных смежными упорами. Указанная цель достигается тем, что каждый упор входит в
отверстие смежного фланца и взаимодействует с ним.
Сущность изобретения заключается в том, что каждый из двух смежных упоров входит в отверстие смежного фланца и своим торцом
упирается в кромку отверстия во фланце так, что смежные упоры друг с другом не взаимодействуют, а только со смежными фланцами, при
этом, на упор приходится только половина усилия, действующего на стык в плоскости фланцев, а другая половина усилия передается
непосредственно на фланец упором смежного фланца.
На фиг.1 приведен общий вид стыка сверху ,применительно к стропильной ферме-, на фиг.2 показано горизонтальное сечение стыка по
оси соединяемых элементов, на фиг.3 показаны разомкнутый стык и расчетная схема стыка, на фиг.4 приведен вид фланца в разрезе 1-1 на
фиг.3.
Стык состоит из соединяемых элементов 1 со скошенными концами под углом α к своей оси, фланцев 2, приваренных к скошенным
концам соединяемых элементов 1, упоров 3, приваренных к фланцам 2, стяжных болтов 4, скрепляющих фланцы 2 друг с другом. Оси
стыка 5 и 6 расположены в плоскости фланцев и нормально фланцам соответственно.
Стык растянутых элементов на косых фланцах ФПС устраивается следующим образом.
Отправочные марки конструкции ,стропильной фермы- изготавливаются известными приемами, характерными для решетчатых
конструкций. Фланец 2 в сборе с упором 3 изготавливается отдельно из стального листа на сварке. Из центральной части фланца
вырезается участок для образования отверстия, в котором размещается упор смежного фланца.
Вырезанный из фланца фрагмент является заготовкой для упора, на который расходуется дополнительный материал. Благодаря этому
экономится до 25% стали на стык. Контактные поверхности упора и кромки отверстия во фланце выравниваются стружкой, фрезерованием
или другими способами. Фланец изготавливается с использованием шаблонов и кондукторов. Возможно изготовление фланца способом
стального литья, что более предпочтительно. Фланцы крепятся к скошенным концам соединяемых элементов с помощью кондукторов.
Уменьшение болтовых усилий более, чем в два раза, во столько же снижает моменты, изгибающие фланцы, а это позволяет принять для
них более тонкие листы, сокращая тем самым расход конструкционного материала. Кроме того, на материалоемкость предлагаемого
соединения позитивно влияют возможные уменьшения диаметров стяжных болтов 4, снижение их количества или комбинация первого
или второго.
Теоретическое исследование напряжений в зонах узловых соединений классическими методами теории упругости весьма затруднительно. Это вызвано разнообразием конструкций узлов, особенностями внешнего нагружения, а также крайне сложным взаимодействием элементов узла. В связи с этим, расчет напряженно-деформированного состояния модели узла стыка растянутых поясов ферм
на косых фланцах выполняется МКЭ.
69

70.

Для исследования напряженно деформированного состояния в образце был проведен расчет в программном
комплексе SCAD Комета 2, и построена математическая модель при помощи расчетного комплекса Ansys
Workbench.
Расчет в Комете 2 основан на СНиП II-23-81, результат расчета представлен на рисунке 2. Как видно из
результатов при расчетной нагрузке стенка колонны испытывает напряжения в 2,4 раза выше нормативного,
также как и прочность сварки и фланца нарушена. Как можно заметить, в СНиПе заложены слишком высокие
коэффициенты запаса прочности. Если же верить SCAD Комета 2, максимальная нагрузка на узел составляет 15
т/м, что меньше в два раза рассчитанного по британским нормам
Как можно заметить, результаты, полученные из разных источников, отличаются. Однако решение,
полученное в программном комплексе Ansys и SCAD наиболее точно описывает напряженное состояние в узле,
ввиду того, что имеется возможность детально описать контактное взаимодействие и построить более
структурированную сетку. Необходимо провести серию испытаний фланцев различной толщины,
проанализировав тенденцию разрушения. Также следует доработать математическую модель на основе натурных
испытаний. После чего можно создать пособие по проектированию фланцевых соединений.
Наиболее широко распространен метод контроля натяжения болта по крутящему моменту. Для создания проектного усилия натяжения
высокопрочного болта Р, кН, необходимо приложить крутящий момент, величина которого в Нм пропорциональна диаметру болта d, мм,
и определяется согласно СТП 006-97 *4+ по эмпирической формуле М = kPd.
Коэффициент k, называемый коэффициентом закручивания, отражает влияние многочисленных технологических факторов.
На соотношение между крутящим моментом и усилием в болте влияют несколько основных факторов. Во-первых, шероховатость
резьбовых поверхностей гайки и болта, определяющая величину сил трения в резьбе при закручивании. Во-вторых, геометрические
параметры резьбы, её шаг и угол профиля. В-третьих, чистота соприкасающихся поверхностей шайбы и головки болта или гайки в
зависимости от того, какой элемент вращается при натяжении соединения.
Существенное значение имеют механические свойства и химический состав стали, из которой изготовлены болты, гайки и шайбы, наличие
антикоррозионного покрытия, а также на коэффициент закручивания влияет и то, вращением какого элемента натягивается болтоконтакт.
СТП 006-97 установлено, что при закручивании соединения вращением болта значение крутящего момента должно приниматься на 5 %
больше, чем при натяжении вращением гайки.
Воздействие этих многочисленных факторов невозможно определить теоретически, и общей оценочной характеристикой их влияния
является устанавливаемый экспериментально коэффициент закручивания.
Для высокопрочных болтов, выпускаемых Воронежским, Улан-Удэнским и Курганским мостовыми заводами по ГОСТ Р 52643... 52646-2006
значения Р и М для болтов различного диаметра приведены в табл. 2 СТП 006-97. При этом коэффициент закручивания k принят равным
0,175.
В настоящее время для фрикционных соединений применяются метизы, изготовленные в разных странах, на разных заводах, по разным
технологиям и стандартам. Допущены к использованию высокопрочные метизы с антикоррозионным покрытием: кадмиро-ванием,
цинкованием, омеднением и другим. В этих условиях фактическое значение коэффициента закручивания может существенно отличаться
от нормативных значений, и его необходимо контролировать для каждой партии комплектуемых высокопрочных метизов при входном
контроле на строительной площадке по методике, приведённой в приложении Е ГОСТ Р 52643 и в приложении А СТП 006-97.
Допустимые значения коэффициента закручивания в соответствии с требованиями п. 3.11 ГОСТ Р 52643 должны быть в пределах 0,14-0,2
для метизов без защитного покрытия и 0,11-0,2 - для метизов с покрытием. Погрешность оценки коэффициента закручивания не должна
превышать 0,01.
Для определения коэффициента закручивания используют испытательное оборудование, позволяющее одновременно измерять
приложенный к гайке крутящий момент и возникающее в теле болта усилие натяжения с погрешностью, не превышающей 1 %.
При этом применяются измерительные приборы, основанные на различных принципах регистрации контролируемых характеристик. В
качестве такого оборудования в настоящее время используют динамометрические установки типа ДКП-1, УТБ-40, GVK-14m и другие.
70

71.

Для натяжения болтов на проектное усилие СТП 006-97 рекомендует использовать гидравлические динамометрические ключи типа КЛЦ,
автоматически обеспечивающие требуемый крутящий момент с погрешностью, не превышающей 4 %, посредством цепной передачи,
приводимой в движение гидроцилиндром.
Однако в настоящее время при строительстве транспортных инженерных сооружений для натяжения высокопрочных болтов, как правило,
применяют ручные динамометрические ключи рычажного типа КТР Курганского завода ММК с индикатором часового типа ИЧ 10. Их
использование приводит к значительным трудозатратам и физическим перегрузкам рабочих в связи с необходимостью приложения силы
от 500 до 800 Н к рукоятке ключа при создании проектной величины крутящего момента в процессе сборки фрикционных соединений на
болтах диаметром 16-27 мм.
Кроме того, процесс установки высокопрочных болтов ключами КТР значительно удлиняется из-за необходимости постоянно каждые 4 ч
беспрерывной работы и не менее двух раз за смену контролировать исправность ключей их тарировкой способом подвески контрольного
груза.
Тарирование ключей КЛЦ проводится реже: непосредственно перед их первым применением, после натяжения 1000 и 2000 болтов и
затем каждый раз после натяжения 5000 болтов либо в случае замены таких составных элементов ключа, как гидроцилиндр или цепной
барабан.
При использовании гидравлических ключей упрощается контроль величины крутящего момента, который осуществляется по манометрам,
а специальный механизм в конструкции ключа предотвращает чрезмерное натяжение болта.
Стоит отметить, что затяжка болтов должна происходить плавно, без рывков. Это практически невозможно обеспечить, используя ручные
динамометрические ключи с длинной рукояткой, осложняющей затяжку болтов при сборке металлоконструкций в стеснённых условиях.
Гидравлические ключи типа КЛЦ обеспечивают плавную затяжку высокопрочных болтов в ограниченном пространстве благодаря
меньшим размерам и противомоментным упорам.
В настоящее время в мире разработаны различные модификации гидравлических динамометрических ключей: серии SDW (2 SDW), SDU
(05SDU, 10SDU, 20SDU), TS (TS-07, TS-1), TWH-N (TWH27N) и других SDW.
Все модели имеют малогабаритное исполнение, предназначены для работы в труднодоступных местах с ограниченным доступом и
обеспечивают снижение трудоёмкости работ по устройству фрикционных соединений.
Для обеспечения требуемой точности измерений необходимо выполнять тарировку оборудования.
Тарировку силоизмерительных устройств контроля натяжения болта в динамометрических установках выполняют на разрывной
испытательной машине с построением тарировочного графика в координатах: усилие натяжения болта в кН (тс) - показание динамометра.
Тарировку механических динамометрических ключей типа КМШ-1400 и КПТР-150 производят с помощью грузов, подвешиваемых на
свободном конце рукоятки горизонтально закреплённого ключа. По результатам тарировки строится тарировочный график в координатах: крутящий момент в Нм - показания регистрирующего измерительного прибора ключа.
Тарировать гидравлические динамометрические ключи типа КЛЦ-110, КЛЦ-160 и других можно с использованием тарировочного
устройства типа УТ-1, конструкция и принцип работы которого описаны в СТП 006-97, приложение К.
При использовании динамометрических ключей возникает проблема прокручивания болтов при затяжке гаек, особенно обостряющаяся
при применении высокопрочного крепежа, изготовленного по ГОСТ Р 52643-52646.
По данным «НИИ Мостов и дефектоскопии» установлено, что закрученные гайковёртом болты при дотягивании их динамометричес-кими
ключами до расчётного усилия прокручиваются в 50 % случаев. Причина прокручивания заключается в недостаточной шерохо-ватости
контактных поверхностей головки болта и шайбы, подкладываемой под неё.
Инновационным решением проблемы контроля крутящего момента для обеспечения нормативного усилия натяжения болтоконтакта
является новая конструкция высокопрочного болта с торцевым срезаемым элементом. Геометрическая форма таких болтов отличается
наличием полукруглой головки и торцевого элемента с зубчатой поверхностью, сопряжённого со стержнем болта кольцевой выточкой,
глубина которой калибрует площадь среза. Диаметр дна выточки составляет 70 % номинального диаметра резьбы.
Высокопрочные болты с контролируемым напряжением Tension Control Bolts (TCB) широко применяются в мире. Их производят в
соответствии с техническими требованиями EN 14399-1, с полем допуска резьбы для болтов 6g и для гаек 6 Н по стандартам ISO 261, ISO
71

72.

965-2, с классом прочности 10.9 и механическими свойствами по стандарту EN ISO 898-1 и с предельными отклонениями размеров по
стандарту EN 14399-10.
В ЦНИИПСК им. Мельникова пока разработаны только ТУ 1282-16202494680-2007. Метизы новой конструкции не производятся и не
применяются.
Конструкция болта с гарантированным моментом затяжки резьбовых соединений основана на связи механических свойств стали при
растяжении и срезе. Расчётное сопротивление стали при срезе составляет 58 % от расчётного сопротивления при растяжении,
определённого по пределу текучести.
При вращении болта за торцевой элемент муфтой внутреннего захвата ключа происходит закручивание гайки, удерживаемой муфтой
наружного захвата ключа. В момент достижения необходимого усилия натяжения болта торцевой элемент срезается по сечению,
имеющему строго определённый расчётом диаметр.
Для сборки фрикционных соединений на высокопрочных метизах с контролем натяжения по срезу торцевого элемента применяют ключи
специальной конструкции.
Заключение, выводы и рекомендации. Применение болтов с контролируемым натяжением срезом торцевого элемента для заслонок
увеличит производительность работ по сборке фрикционных соединений.
Устойчивая связь между прочностью стали на срез и на растяжение Rs = 0,58Ry позволяет сделать вывод о надёжности такого способа
натяжения высокопрочных болтов для опор трубопроводов.
Такая технология натяжения болтов может исключить трудоёмкую и непроизводительную операцию тарировки динамометрических
ключей, необходимость в которой вообще исчезает.
Конструкция ключей для установки болтов с контролем натяжения по срезу торцевого элемента не создаёт 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 трудоёмкость операции устройства фрикционных соединений, сделает её
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 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 соедине-ний.
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.
72

73.

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.
Надежность соединений, работающих на растяжение (фрикционно -подвижные соединения (ФПС ) с контролируемым натяжением с
длинными овальными отверстиями) обеспечена выполнением соединений согласно СП 4.13130.2009 п.6.2.6., ТКТ 45-5.04-2742012(02250), Минск, 2013, 10.3.2 , 10.8 Стальные конструкции, Технический кодекс, СП 16.13330.2011 (СНиП II -23-81*), Стальные
конструкции, Москва, 2011, п. 14.3, 14.4, 15, 15.2 и согласно изобретения (демпфирующая опора с фланцевыми, фрикционно–
подвижными соединениями) № TW201400676 Restraint anti-wind and anti-seismic friction damping device (МПК):E04B1/98; F16F15/10
(Тайвань) и согласно технических решений описанных в изобретениях №№ 1143895,1174616,1168755, 2357146, 2371627, 2247278,
2403488, 2076985, SU United States Patent 4,094,111 [45] June 13, 1978 STRUCTURAL STEEL BUILDING FRAME HAVING RESILIENT CONNECTORS
(МПК) E04B 1/98), изобретение (полезная модель) «Опора сейсмостойкая" № 165076 от 10.10.2016
Поз.
Обозначение
Кол по ТУ
1
Болт с контролируемым натяжением ТУ
По изобретению № 1143895, 1168755,
1174616, 165076
2
Шайба гровер согласно ТУ
По изобретению № 1143895, 1168755,
1174616, 165076
3
Шайба
медная
обожженная - плоская
С.12
По изобретению № 1143895, 1168755,
1174616, 165076
4
Шайба свинцовая плоская С.12
Толщиной 2 мм
5
Медная труба ( гильза, втулка) С.14-16
Толщиной 2 мм
6
Медный обожженный энергопоглощающий клин, забитый 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"
При испытаниях в ПК SCAD использовалось техническое решение демпфирующего компенсатора , по названием- антисейсмическое
фланцевое фрикционно -подвижное соединение трубопроводов
Изобретение относится к антисейсмическим фрикционно-подвижным соединениям для трубопроводов, как замковое надежное
крепление фиксации, как эффективное решение по предотвращению ослабления резьбовых соединений, Область применения
антисейсмического замкового фрикционно-подвижного соединения: судовые системы, гидравлические дробилки, ветрогенераторы,
компрессорные станции и насосные установки, мостостроение, грузоподъемные лифтовое оборудование.
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 растягива-ющих
нагрузках, при многокаскадном демпфировании.
73

74.

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, соединение смещается от своего начального положения, при этом сохраняет трубопровод без разруше-ния.
Недостатками указанной конструкции являются: сложность конструкции и дороговизна из-за наличия большого количества сопрягаемых трущихся поверхностей.
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- бол-товых
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.
Фрикционно- подвижные соединения состоят из демпферов сухого трения с использованием латунной втулки или свинцовых шайб,
которые являются 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 трубопро-вода с фрикцмонноподвижными соединениями при этом начет раскачиваться (изобретение "Опора сейсмостойкая", патент № 165076 Е04Н/9/02) 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 на
фрикци- болтах, работающих на растяжение, установленных в длинных овальных отверстиях 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 , свинцовых шайб, медных втулок-гильз
Фланцы выполнены с помощью латунной шпильки с пропиленным пазом куда забивается медный обожженный клин.
Сущность предлагаемой конструкции поясняется чертежами, где на фиг.1 изображено фрикционное соединение с контролируемым
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 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 не показан
). Цифрой 5 обозначен пропитанный антикоррозийными составами трос, обмотанный в пять витков вокруг трубы, чтобы исключить
вытекание нефти или газа из магистрального трубопровода при многокаскадном демпфировании).
фиг. 6 изображен сам узел фрикционно -подвижного соединения с фрикци -болтом.
74

75.

фиг.7 изображен шаровой кран соединенный на фрикционно -подвижных соединениях с фрикци-болтом
фиг. 8 изображен компенсатор Сальникова на соединениях с фрикци -болтом.
фиг 9 изображен компенсатор Сальникова на антисейсмических фрикционо-подвижных соединениях с фрикци- болтом
Антисейсмические виброизоляторы выполнены в виде латунного фрикци -болта с пропиленным пазом , куда забивается стопорный
обожженный медный клин. 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 за счет сминания
медного обожженного клина, забитого в пропиленный паз шпильки.
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 крана с трубопроводом в поперечном направлении, можно
установить медные втулки или гильзы ( на чертеже не показаны), которые служат амортизирующими дополнительными упругими
элементами.
Упругие элементы одновременно повышают герметичность соединения (может служить стальной трос ( на чертеже не показан)). .
Устройство работает следующим образом.
В пропиленный паз латунной шпильки плотно забивается с одинаковым усилием медный обожженный клин, который является
амортизирующим элементом при многокаскадном демпфировании, после чего производится стягивание соединения гайками с
контролируемым натяжением
Латунная шпилька с пропиленным пазом, располагается во фланцевом соединении. Одновременно с уплотнением соединения она
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 давления рабочей среды.
В процессе стягивания фланцы сдвигаются и сжимают медный обожженный клин на строго определенную величину, обеспечиваю-щую
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 и согласно марки стали, латуни и меди.
Виброизоляция и сейсмоизоляция обеспечивается при условии, если коэффициент динамичности фрикци -болта будет меньше единицы.
Работа над патентом (изобретением ) частично поддержана грантом РФФИ № 18-01-00796
Фигуры к патенту на изобретение "Антисейсмическое фланцевое фрикциооно -подвижное соединение трубопроводов"
Фиг 1
75

76.

Фиг 2
Фиг 3
Фиг 4
Фиг 5
Фиг 6
Фиг 7
76

77.

Фиг 8
Фиг 9
Формула изобретения "Антисейсмическое фланцевое фрикционно -подвижное соединение трубопроводов"
Антисейсмическое фланцевое фрикционно -подвижное соединение (ФФПС) трубопроводов, содержащее амортизирующие крепеж-ные
элементы, подпружиненные и энергопоглощающие со стороны одного или двух из фланцев, отличающееся тем, что, с целью расширения
области использования соединения в сейсмоопасных районах амортизирующие элементы выполнены в виде латунного фрикци-болта, с
забитым в пропиленный паз шпильки фрикци-болта (с одинаковым усилием) медным обожженным клином, располо-женным во
фланцевом фрикционно-подвижном соединении (ФФПС), при этом в латунную шпильку устанавливается тонкая медная обожженная
гильза - втулка, с уплотнительными элементами выполненными в виде свинцовых тонких шайб, установленных между цилиндрическими
выступами фланцев, а крепежные элементы подпружинены (для единичного использования), при этом между скользящими
поверхностями трубопровода прокладывается винтовой трос (количество витков зависит от давления газа или нефти) для исключения
утечки газа или нефти.
Реферат
Техническое решение относится к области строительства магистральных трубопроводов и предназначено для защиты шаровых кранов и
трубопровода от возможных вибрационных, сейсмических и взрывных воздействий. Фрикци -болт выполненный из латунной шпильки с
пропиленным в ней пазом, с забитым в паз шпильки медным обожженным клином позволяет обеспечить надежное и быстрое погашение
сейсмической нагрузки при землетрясении, вибрационных воздействий от железнодорожного и автомобильного транспорта и взрыве.
Фрикци -болт состоит из латунной шпильки с пропиленным пазом, с забитым в паз шпильки медным обожженным клином, который
жестко крепится на фланцевом фрикционно- подвижном соединении (ФФПС), при этом на шпильку надевается медная , с-образная
втулка. Кроме того, между энергопоглощающим клином и втулкой устанавливаются свинцовые шайбы с двух сторон (втулка и шайбы на
чертеже не показаны) 1-9 ил.
При испытанияхв ПК SCAD использовалось изобретение " Опора сейсмостойкая", патент № 165076 Е04Н9/02
Опора сейсмостойкая
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 , F15B5/02 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
77

78.

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 TW201400676(A)-2014-01-01. Restraint anti-wind and anti-seismic friction damping device, E04B1/98,
F16F15/10.
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.
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 шток-отверстие 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.
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 предварительно по подвижной посадке, например 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 «l». В теле штока вдоль оси выполнен продольный глухой паз длиной «h»
(допустмый ход штока) соответствующий по ширине диаметру калиброванного болта, проходящего через этот паз. 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, на 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 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 корпус-шток, происходит сдвиг штока, в пределах длины паза
выполненного в теле штока, без разрушения конструкции.
Формула (черновик) Е04Н9
19.12.15
Опора сейсмостойкая, содержащая корпус и сопряженный с ним подвижный узел (…) закрепленный запорным элементом отличающийся 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.
78

79.

Авторы изобретения Опора сейсмоизолирующая маятниковая Регистрационный номер ФИПС " 2016119967 /20(031416) от
21.07.2016
Егорова О. А.
Елисеева И.А.
Темнов В.Г.
Уздин А.М.
Суворова Т.В.
Суворов А.П.
Скороходов С.Н.
Андреева Е.И.
Е04Н9/02 Е 04 B 1/58 E 02 D 27/34
Опора сейсмоизолирующая маятниковая
Предлагаемое техническое решение предназначено для защиты оборудования, зданий, мостов, сооружений, магистральных трубопроводов, линий
электропередач, рекламных щитов от сейсмических воздействий за счет использования фрикционное- податливых соединений. Известны фрикционные
соединения для защиты объектов от динамических воздействий. Известно, например, болтовое соединение плоских деталей встык, патент RU №1174616,
F15B5/02 с пр. от 11.11.1983.
Соединение содержит металлические листы, накладки и прокладки. В листах, накладках и прокладках выполнены длинные 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.
79

80.

Взаимное смещение листов происходит до упора болтов в края длинных овальных отверстий после чего соединения при импульсных растягивающих
нагрузках при многокаскадном демпфировании работают упруго. После того как все болты соединения дойдут до упора края в длинных овальных
отверстий, соединение начинает работать упруго, а затем происходит разрушение соединения за счет смятия листов и среза болтов.
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
антиветровых и антисейсмических воздействий, патент TW201400676(A)-2014-01-01. Restraint anti-wind and anti-seismic friction damping device, E04B1/98,
F16F15/10.
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 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 конструкцию без разрушения.
Недостатками указанной конструкции являются: сложность конструкции и сложность расчетов из-за наличия большого количества сопрягаемых трущихся
поверхностей и надежность болтовых креплений
Целью предлагаемого решения является упрощение конструкции, уменьшение количества сопрягаемых трущихся поверхностей до одного ил нескольких
сопряжений отверстий корпуса- крестообразной, трубной, квадратной опоры, типа штока, а также повышение точности расчета при использования
фрикци- болтовых демпфирующих податливых креплений.
Сущность предлагаемого решения заключается в том, что сейсмоизолирующая маятниковая опора (крестовидная, квадратная, трубчатая) выполнена из
разных частей: нижней - корпус, закрепленный на фундаменте с помощью подвижного фрикци –болта с пропиленным пазом, в который забит медный
обожженный клин, с бронзовой втулкой (гильзой) и свинцовой шайбой и верхней - шток сборный в виде Г-образных стальных сегментов (для опор с
квадратным сечением), в виде С- образных (для трубчатых опор), установленный с возможностью перемещения вдоль оси и с ограничением перемещения
за счет деформации корпуса под действием запорного элемента в виде стопорного фрикци-болта с пропиленным пазом в стальной шпильке и забитым в
паз медным обожженным клином.
В верхней и нижней частях опоры корпуса выполнены овальные длинные отверстия, (сопрягаемые с цилиндрической поверхностью опоры) и поперечные
отверстия (перпендикулярные к центральной оси), в которые устанавливают запирающий элемент- стопорный фрикци-болт с контролируемым
натяжением, с медным клином, забитым в пропиленный паз стальной шпильки и с бронзовой или латунной втулкой ( гильзой), с тонкой свинцовой
шайбой. Кроме того в квадратных трубчатых или крестовидных корпусах, параллельно центральной оси, выполнены восемь открытых длинных пазов,
которые обеспечивают корпусу возможность деформироваться за счет протяжных соединений с фрикци- болтовыми демпфирующими креплениями в
радиальном направлении.
В теле квадратной, трубчатой, крестовидной опоры, вдоль центральной оси, выполнен длинный паз ширина которого соответствует диаметру
запирающего элемента (фрикци- болта), а длина соответствует заданному перемещению трубчатой, квадратной или крестообразной опоры. Запирающий
элемент создает нагрузку в сопряжении опоры - корпуса, с продольными протяжными пазами с контролируемым натяжением фрикци-болта с медным
клином, забитым в пропиленный паз стальной шпильки и обеспечивает возможность деформации корпуса и «переход» сопряжения из состояния
возможного перемещения в состояние «запирания» с возможностью перемещения только под сейсмической нагрузкой, вибрационной, взрывной и
взрывной от воздушной волны.
80

81.

Сущность предлагаемой конструкции поясняется чертежами, где на фиг.1 изображена крестовидная опора на фрикционных соединениях с
контрольным натяжением ; на фиг.2 изображен стопорный (тормозной) фрикци –болт с забитым в пропиленный паз стальной шпильки обожженным
медным стопорным клином; на фиг.3 изображены квадратные сейсмоизолирующие маятниковые опоры на фрикционных соединениях; на фиг.4
изображен фрагмент квадратной опоры с длинными овальными отверстиями для протяжных соединений ; на фиг. 5 изображена квадратная опора
сейсмоизолирующая маятниковая на протяжных фрикционных соединениях; фиг. 6 изображена квадратная опора сейсмоизолирующая маятниковая с
поднятым корпусом с длинными овальными отверстиями; фиг.7 изображена квадратная опора сейсмоизолирующая маятниковая с фрикционным
креплением фрикци-болтами с контрольным натяжением -разрез–вид с верху с поднятым корпусом; фиг. 8 изображена квадратная опора
сейсмоизолирующая маятниковая установленная на свинцовый лист –вид с верху; фиг. 9 изображена трубчатая опора, в разрезе с поднятым внутренним
состоящим из двух С-образных фрагментов штоком, установленная на свинцовый лист; фиг. 10 изображена трубчатая опора сейсмоизолирующая
маятниковая состоящая из двух частей штоков, для транспортировки; фиг. 11 изображена трубчатая сейсмоизолирующая опора маятниковая
установленная на свинцовый лист –вид с верху; фиг. 12 изображена трубчатая опора сейсмоизолирующая маятниковая с протяжными соединениями вид с верху; фиг 13 изображен фрагмент крестообразной опоры сейсмоизолирующей маятниковой установленный на свинцовый лист нижнего
сейсмоизолирующего пояса – вид с верху; фиг 14 изображена крестовидная опора сейсмоизолирующая маятниковая с поднятым крестообразным
штоком, установленная на свинцовый лист; фиг. 15 изображена крестообразная опора сейсмоизоли-рующая маятниковая, установленная на свинцовый
лист с фрикционными соединениями, вид сверху; фиг. 16 изображена трубчатая опора сейсмоизолирующая маятниковая с опущенным трубчатым
корпусом; фиг. 17 изображен свинцовый лист толщиной 3 мм под трубчатую опору сейсмоизолирующую маятниковую; фиг 18 изображена трубчатая
опора сейсмо-изолирующая маятниковая с опущенным корпусом с длинными овальными отверстиями; фиг. 19 изображена трубчатая опора
сейсмоизолирующая маятниковая с поднятым внутренним корпусом с длинными овальными протяжными отверстиями; фиг. 20 изображена
квадратная опора сейсмоизолирующая маятниковая с фрикционными соединениями, вид с боку и разрез опоры; фиг. 21 изображены разные
демпфирующие фрикци –болты с тросовым зажимом, пружинистой многослойной шайбой и стопорным медным обожженном клином для опор
сейсмоизолирующих маятниковых; фиг. 22 изображены два демпфирующих фрикци –болта с забитыми обожженными медными стопорными клиньями,
забитыми в пропиленные пазы стальных шпилек для опор сейсмоизолирующих маятниковых; фиг. 23 изображены демпфирующие фрикци –болты с
бронзовой или латунной втулкой (гильзой) для опор сейсмоизолирующих маятниковых; фиг. 24 изображены демпфирующие фрикци –болты с
демпфирующей стальной гофрой и фрикци –болт с латунной втулкой для опор сейсмоизоли-рующих маятниковых; фиг. 25 изображены модификации
демпфирующих фрикци –болтовых креплений с тросовым зажимом и многослойной гнутой шайбой для монтажа опор сейсмо-изолирующих
маятниковых; фиг. 26 изображено протяжное овальное отверстие для демпфирующих фрикци –болтовых креплений для опор сейсмоизолирующих
маятниковых; фиг. 27 изображено протяжное овальное отверстие с бронзовой или латной гильзой для протяжных фрикци –болтовых креплений, вид
сверху; фиг. 28 изображено протяжное овальное отверстие для протяжных фрикци –болтовых креплений с фрикци –болтом со стопорным тросовым
зажимом, с латунной или бронзовой втулкой- гильзой, со свинцовой сминаемой шайбой в разрезе; фиг. 29 изображен фрикци- болт с обожженным
медным клином, забитым в пропиленный паз стальной шпильки для протяжных овальных отверстий; фиг. 30 изображена латунная гильза- втулка с
отогнутыми частями под свинцовую шайбу и фотографии лабораторных испытаний на сейсмостойкость оборудования, фрагментов демпфирующих узлов
крепления (ОО «Сейсмофонд»); фиг. 31 изображена латунная втулка с отогнутыми частями под свинцовую шайбу для фрикционных соединений, вид с
боку; фиг. 32 изображен узел фрикционного соединения с латунной втулкой и со свинцовой шайбой, вид с боку; фиг. 33 изображен демпфирующий
хомут с длинными овальными отверстиями для фланцево –фрикционных соединений для магистральных трубопроводов; фиг. 34 изображено
демпфирующее фрикционное фланцевое соединение с фланцевым фрикционным узлом без сварки, демпфирующих податливых соединений
магистральных трубопроводов фиг 35 изображен демпфирующий узел соединения с овальными отверстиями для фланцевых фрикционных соединений,
опор, трубопроводов, стальных конструкций; фиг. 36 изображен демпфирующий узел с длинными овальными отверстиями, с бронзовой втулкой до
землетрясения с протяжными соединения, с овальными отверстиями, с контрольным натяжением, для фланцевых фрикционных соединений опор,
трубопроводов, стальных конструкций; фиг. 37 изображен смещенный демпфирующий узел, со смещением в протяжных соединениях, с овальными
отверстиями с контрольным натяжением для фланцевых фрикционных соединений опор трубопроводов, стальных конструкций; фиг. 38 изображен
демпфирующий узел с протяжными соединениями с длинными овальными отверстиями, с контрольным натяжением для фланцевых фрикционных
соединений опор трубопроводов, стальных конструкций; фиг. 39 изображен фрагмент демпфирующего узла квадратной опоры с протяжными
соединениями с овальными отверстиями, с контрольным натяжением для фланцевых фрикционных соединений опор трубопроводов, стальных
конструкций, вид сверху; фиг. 40 изображен демпфирующий узел с фрикци -болтом обмотанным медной лентой, со свинцовой амортизирующей
шайбой, с овальными отверстиями, с контрольным натяжением для фланцевых фрикционных соединений опор трубопроводов, стальных конструкций;
фиг. 41 изображена энергопоглощающая затяжка с демпфирующим упругим стальным кольцом, с шайбами и с фрикци –болтами, с овальными
отверстиями, с контрольным натяжением для фланцевых фрикционных соединений опор трубопроводов, стальных конструкций; фиг. 42 изображено
энергопогло-щающее кольцо без затяжек с демпфирующими шайбами; фиг. 43 изображен фрагмент энергопоглощающего демпфирующего кольца с
демпфирующими узлами крепления с фрикци –болтами, с контрольным натяжением для фланцевых фрикционных соединений для опор; фиг. 44
изображено фрикционное демпфирующее соединение с фрикци –болтами, с овальными отверстиями, с контрольным натяжением для фланцевых
фрикционных подвижных соединений (ФФПС) трубопроводов, стальных конструкций, вертикальных опор гнущихся линий электропередач (ЛЭП); фиг.
45 изображено фрикционное соединение (стык) с фрикци –болтами, с овальными отверстиями, с контрольным натяжением для фланцевых
фрикционно-подвижных соединений (ФФПС) для опор линий электропередач (ЛЭП), трубопроводов, стальных раскачивающихся мачт, вышек; фиг. 46
изображен демпфирующий стальной хомут –затяжка, с фрикци –болтами, с овальными отверстиями, с контрольным натяжением для фланцевых
фрикционно-подвижных соединений (ФФПС), для линий ветроустойчивых электропередач , трубопроводов, высотных опор, мачт; фиг. 47 изображена
стальная затяжка с демпфирующим энергопоглощающим кольцом с фрикци –болтами, с овальными отверстиями, с контрольным натяжением для
фланцевых фрикционно-подвижных соединений (ФФПС) опор трубопроводов, стальных конструкций; фиг. 47 изображена стальная растяжка с
демпфирующим энергопоглощающим стальным кольцом с фрикци –болтами, с овальными отверстиями, с контрольным натяжением для фланцево –
фрикционных подвижных соединений (ФФПС) опор трубопроводов, стальных каркасов; фиг. 48 изображена сейсмостойкая опора под колонны со
81

82.

сминаемой гильзой, заполненной свинцовой дробью со стопорной затяжкой, тросовым зажимом, с демпфирующими свинцовыми шайбами, с овальными
отверстиями, с контрольным натяжением для фланцевых фрикционных соединений для сейсмоизолирующих стальных опор трубопроводов, стальных
сейсмостойких каркасов; фиг. 49 изображен тросовой зажим с подпиленной гайкой для фланцевых фрикционно- податливых соединений (ФФПС) для
сейсмоизолирующих фундаментных опор трубопроводов, стальных каркасов; фиг. 50 изображена демпфирующая сейсмоизолирующая стальная «лапа»
для растяжек, стойка-опора с тросовым зажимом, с забитым медным клином, стержнями скользящими по направляющим, с латунной шайбой,
установленной под трубу, полиэтиленовой муфтой, с овальными отверстиями, с контрольным натяжением для фланцевых фрикционно- податливых
соединений (ФФПС), для сейсмоизолирующих фундаментных опор, для демпфирующего крепления оборудования к фундаменту, для опор линий
электропередач, рекламных щитов, мачт, наружного освещения в сейсмоопасных районах.
Опора сейсмостойкая состоит из двух корпусов 1 (нижний целевой), 2 (верхний составной), в которых выполнены вертикальные длинные овальные
отверстия диаметром «D», шириной «Z» и длиной «l». Нижний корпус1 опоры охватывает верхний корпус 2 опоры (трубная, квадратная, крестовидная).
При монтаже опоры верхняя часть корпуса 2 опоры поднимается до верхнего предела, фиксируется фрикци-болтами с контрольным натяжением, со
стальной шпилькой болта, с пропиленным в ней пазом и предварительно забитым в шпильке обожженным медным клином. В стенке корпусов 1,2
маятниковой сейсмоизолирующей опоры перпендикулярно оси корпусов 1,2 опоры выполнено восемь или более длинных овальных отверстий, в которых
установлен запирающий элемент-калиброванный фрикци –болт с забитым в паз стальной шпильки болта стопорным (тормозным) обожженным медным
клином, с демпфирующей свинцовой шайбой и латунной втулкой (гильзой), (фигура 3).
В теле крестовиной, трубчатой, квадратной опоры, штока вдоль оси выполнен продольный глухой паз длиной «h» (допустимый ход штока)
соответствующий по ширине диаметру калиброванного фрикци - болта, проходящего через этот паз. В нижней части опоры, корпуса 1 выполнен фланец
для фланцевого подвижного соединения с длинными овальными отверстиями для крепления на фундаменте, а в верхней части корпуса 2 выполнен
фланец для сопряжения с защищаемым объектом, оборудованием, сооружением, мостом.
Сборка опоры заключается в том, что составной ( сборный) крестовидный, трубчатый, квадратный корпус сопрягается с монолитной крестовидной,
трубчатой, квадратной опорой, основного корпуса по подвижной посадке с фланцевыми фрикционно- подвижными соединениям (ФФПС). Паз
крестовидной, трубчатой, квадратной опоры, совмещают с поперечными отверстиями монолитной крестовидной, трубчатой, квадратной поверхностью
фрикци-болта (высота опоры максимальна). После этого гайку 3 ( фигура 2) затягивают тарировочным ключом с контрольным натяжением до заданного
усилия в зависимости от массы оборудования, моста, здания. Увеличение усилия затяжки гайки на фрикци-болтах 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 сопряжении
отверстие в крестообразной, трубчатой, квадратной опоре корпуса.
Величина усилия трения в сопряжении внутреннего и наружного корпусов для крестовидной, трубчатой, квадратной опоры зависит от величины усилия
затяжки гайки (болта) с контролируемым натяжением и для каждой конкретной конструкции сейсмоизолирующей маятниковой опоры (компоновки,
габаритов, материалов, шероховатости поверхностей, направления нагрузок и др.) определяется экспериментально или расчетным машинным способом
в ПК SCAD.
Сейсмоизолирующая опора установленная на свинцовом листе, сверху и снизу закреплена на фланцевых фрикционо-подвижных соединениях (ФФПС). Во
время землетрясения или взрыве за счет трения между верхним и нижним корпусом опоры происходит поглощение сейсмической, вибрационной,
взрывной энергии. Фрикционно- подвижные соединения состоят из демпферов сухого трения с энергопоглощающей гофрой и свинцовыми (возможен
вариант использования 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.
Податливые демпферы представляют собой двойную фрикционную пару, имеющую стабильный коэффициент трения по свинцовой шайбе и свинцовому
прокладочному тонкому листу .
Сжимающее усилие создается высокопрочными шпильками, натягиваемыми динамометрическими ключами или гайковертами на расчетное усилие.
Количество болтов определяется с учетом воздействия собственного веса оборудования, здания, сооружения, моста.
Сама составная опора выполнена крестовидной, квадратной (состоит из двух П-образных элементов) либо стаканчато-трубного вида с фланцевыми
фрикционно - подвижными болтовыми соединениями.
82

83.

Сжимающее усилие создается высокопрочными шпильками с обожженными медными клиньями забитыми в пропиленный паз стальной шпильки,
натягиваемыми динамометрическими ключами или гайковертами на расчетное усилие с контрольным натяжением.
Количество болтов определяется с учетом воздействия собственного веса (массы) оборудования, сооружения, здания, моста, Расчетные усилия
рассчитываются по СП 16.13330.2011 ( СНиП II -23-81* ) Стальные конструкции п. 14.4, Москва, 2011, ТКТ 45-5.04-274-2012 (02250), «Стальные конструкции»
Правила расчет, Минск, 2013. п. 10.3.2
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.
Втулка (гильза) фрикци-болта при землетрясении нагревается за счет трения между верхней составной и нижней целевой пластинами (фрагменты опоры)
до температуры плавления и плавится, при этом поглощаются пиковые ускорения взрывной, сейсмической энергии и исключается разрушение
оборудования, ЛЭП, опор электропередач, мостов, также исключается разрушение теплотрасс горячего водоснабжения от тяжелого автотранспорта и
вибрации от ж/д.
Надежность friction-bolt на опорах сейсмоизолирующих маятниковых достигается путем обеспечения многокаскадного демпфирования при динамических
нагрузках, преимущественно при импульсных растягивающих нагрузках на здание, сооружение, оборудование, которое устанавливается на маятниковых
сейсмоизолирующих опорах с фланцевыми фрикционно- подвижными соединениями (ФФПС) по изобретению "Опора сейсмостойкая" рег. № 2016102130
от 22.01.2016 ФИПС (Роспатент), авторы: Андреев. Б.А.
В основе фрикционного соединения на фрикци-болтах, ( поглотителя энергии), лежит принцип который, на научном языке называется "рассеивание",
"поглощение" сейсмической, взрывной, вибрационной энергии.
Использование фланцево- фрикционно - подвижных соединений (ФФПС), с фрикци-болтом в протяжных соединениях с демпфирующими узлами
крепления (ДУК с тросовыми зажимами), имеет пару структурных элементов, соединяющей эти структурные элементы со скольжением
энергопоглащиющихся соединение, разной шероховатостью поверхностей, обладающие значительными фрикционными характеристики, с
многокаскадным рассеиванием сейсмической, взрывной, вибрационной энергии.
Совместное скольжение, включает зажимные средства на основе friktion-bolt ( аналог американского Hollo Bolt ), заставляющие указанные поверхности,
проскальзывать, при применении силы, стремящейся вызвать такую, чтобы движение большой величины.
В результате взрыва, вибрации при землетрясении происходит перемещение (скольжение) фрагментов фланцевого фрикционно-подвижного соединения (
ФФПС) сейсмоизолирующей маятниковой опоры (фрагментов опоры). Происходит скольжение стальных пластин опоры в продольных длинных овальных
отверстиях нижней и верхней частях сейсмоизолирующей опоры, происходит поглощение энергии за счет трения (фрикционности) при сейсмической,
ветровой, взрывной нагрузке, что позволяет перемещаться и раскачиваться сейсмоизоли-рующей маятниковой опоре с маятниковым эффектом с
оборудованием, зданием, мостом, сооружением на расчетное допустимое перемещение.
Податливые демпферы представляют собой двойную фрикционную пару, имеющую стабильный коэффициент трения по свинцовым листам со свинцовыми
шайбами и латунными втулками в нижней и верхней части сейсмоизолирующих поясов для создания протяжного соединяя.
83

84.

В результате взрыва, вибрации при землетрясении происходит перемещение (скольжение) фрагментов фрикционно-подвижного соединения (ФПС) опоры
(фрагменты опоры скользят по продольному овальному отверстию опоры), происходит поглощение энергии за счет трения между двумя стальными с
разной шероховатостью пластинами при сейсмической, ветровой, взрывной нагрузки, что позволяет перемещаться сейсмоизолирующей опоре с
оборудованием на расчетное перемещение.
Сейсмоизолирующая опора рассчитана на одну сейсмическую нагрузку (9 баллов), либо на одну взрывную нагрузку. После взрывной или сейсмической
нагрузки необходимо заменить свинцовые шайбы, в паз шпильки демпфирующего узла крепления забить новые стопорные медные клинья, с помощью
домкрата поднять, выровнять опору и затянуть болты на проектное натяжение.
При воздействии сейсмических, вибрационных, взрывных нагрузок превышающих силы трения в сопряжении в крестообразной, трубчатой, квадратной
сейсмоизолирующей маятниковых опор , происходит сдвиг трущихся элементов типа шток, корпуса опоры, в пределах длины паза выполненного в
составных частях нижней и верхней крестовидной, трубчатой, квадратной опоры, без разрушения оборудования, здания, сооружения, моста.
Изобретение " ОПОРА СЕЙСМОСТОЙКАЯ", патент № 165076 опубликовано в бюллетене изобретений № 28 от 10.10.2016
МПК Е04Н 9/02
РОССИЙСКАЯ ФЕДЕРАЦИЯ
(19) RU
(11) 165076
(13) U1
(51) МПК
E04H9/02 (2006.01)
ФЕДЕРАЛЬНАЯ СЛУЖБА
ПО ИНТЕЛЛЕКТУАЛЬНОЙ СОБСТВЕННОСТИ
(12)
ПАТЕНТ НА ПОЛЕЗНУЮ МОДЕЛЬ
Статус: по данным на 07.12.2016 - действует
(21), (22) Заявка: 2016102130/03, 22.01.2016
(24) Дата начала отсчета срока действия патента:
22.01.2016
(72) Автор(ы):
Андреев Борис Александрович (RU),
Кадашов Александр Иванович (RU)
Приоритет(ы):
(22) Дата подачи заявки: 22.01.2016
(73) Патентообладатель(и):
Андреев Борис Александрович (RU),
Кадашов Александр Иванович (RU)
(45) Опубликовано: 10.10.2016
Адрес для переписки:
190005, Санкт-Петербург, 2-я Красноармеская ул. д 4, СПб
84

85.

ГАСУ Кадашов Александр Иванович
(54) ОПОРА СЕЙСМОСТОЙКАЯ
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 вкорпусе, параллельно центральной оси, выполнено два открытых паза, длина которых, от торца корпуса, больше
расстояния до нижней точки паза штока.
Заявка на изобретение Энергопоглошающаяся опора сейсмостойкая сейсмоизолирующая
Опора сейсмостойкая состоит из корпуса 1 в котором выполнено вертикальное отверстие диаметром « D», которое охватывает
цилиндрическую поверхность штока 2 по подвижной посадке, например Н9/f9. В стенке корпуса перпендикулярно его оси,
выполнено два отверстия в которых установлен калиброванный болт 3.Кроме того, вдоль оси отверстия корпуса, выполнены два
паза шириной «z» и длиной «l». В штоке вдоль оси выполнен продольный (глухой) паз длиной «h» (допустимый ход штока)
соответствующий по ширине диаметру калиброванного болта 3 , проходящего через паз штока.
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, на который 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
уменьшению зазоров « z» корпуса и увеличению усилия сдвига в сопряжении отверстие корпуса-цилиндр штока. Зависимость
усилия трения в сопряжении корпус-шток от величины усилия затяжки гайки(болта) определяется для каждой конкретной
конструкции (компоновки, габаритов, материалов, шероховатости поверхностей и др.) экспериментально
Е04Н9/02
Опора сейсмостойкая
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 ПатентуRU 1174616 , F15B5/02 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
85

86.

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 TW201400676(A)-2014-01-01. Restraint anti-wind and anti-seismic friction
damping device, E04B1/98, F16F15/10.
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.
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 шток-отверстие 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.
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 предварительно по подвижной посадке, например 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 «l». В теле штока вдоль оси выполнен продольный глухой паз длиной «h»
(допустмый ход штока) соответствующий по ширине диаметру калиброванного болта, проходящего через этот паз. 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, нас 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
86

87.

корпуса и уменьшению зазоров от «Z» до «Z1» в корпусе, что в свою очередь приводит к увеличению допустимого усилия сдвига (усилия трения) в
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 корпус-шток, происходит сдвиг штока, в
пределах длины паза выполненного в теле штока, без разрушения конструкции.
Формула (черновик) Е04Н9
19.12.15
Опора сейсмостойкая, содержащая корпус и сопряженный с ним подвижный узел (…) закрепленный запорным элементом отличающийся
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 вкорпусе, параллельно центральной
оси, выполнено два открытых паза длина которых, от торца корпуса, больше расстояния до нижней точки паза штока.
87

88.

88

89.

89

90.

90

91.

91

92.

92

93.

93

94.

94

95.

95

96.

96

97.

97

98.

98

99.

99

100.

100

101.

101

102.

102

103.

103

104.

104

105.

105

106.

106

107.

107

108.

108

109.

109

110.

110

111.

111

112.

112

113.

Стыковое болтовое соединение трубопроводов на косых фланцах, со
скошенным торцом, относительно продольной оси, на
фрикционно-подвижных соединениях (ФПС), согласно
изобретений №№ 2413820 , 887748, для восприятия усилий, за
счет сил трения, при многокаскадном демпфировании при
динамических нагрузках, преимущественно при импульсных
растягивающих нагрузках во время взрыва, землетрясения,
снеговой, ветровой перегрузки, ударной воздушной взрывной
волны.
Проф дтн ПГУПС А.М.Уздин ,ОО «Сейсмофонд» , инж Андрева Е И
дополнение к статье канд. техн. наук, доц. Марутяном А.С Пятигорского
государственного технологического университета
На объектах, где отправочные элементы конструкции должны быть смонтированы трудом со средней
квалификацией, предпочтительны болтовые соединения. Фланцевые соединения рекомендуются для
применения как экономичные по расходу стали, высокотехнологичные монтажные соединения,
исключающие применение монтажной сварки. Здесь усилия воспринимаются главным образом
вследствие преодоления сопротивлению сжатию фланцев от предварительного натяжения
высокопрочных болтов. Фланцевые стыки являются одним из самых эффективных видов болтовых
соединений, поскольку весьма значительная несущая способность высокопрочных болтов используется
впрямую и практически полностью. Область рационального и эффективного применения фланцевых
соединений довольно велика. Они охватывают соединения элементов, подверженных растяжению,
сжатию, изгибу или совместному их действию.
Фланцевые соединения растянутых поясов могут быть применены при действии растяжения с изгибом,
при однозначной эпюре растягивающих напряжений в поясах. Известно стыковое соединение элементов
из гнутосварных профилей прямоугольного или квадратного сечения, подверженных воздействию
центрального растяжения, которое выполняют со сплошными фланцами и ребрами жесткости,
расположенными, как правило, вдоль углов профиля. Ширина ребер определяется размерами фланца и
профиля, длина – не менее 1,5 высоты меньшей стороны профиля
113

114.

Косой стык на демпфирующих ФПС для трубопроводов и
Оборудование для очистки промышленного масла (ТУ 3616-001-47992552-2010), с трубопроводами ( ГОСТ Р 55989-2014)
С целью повышения надежности, снижения расхода стали и упрощения стыка, было разработано новое
техническое решение монтажных стыков растянутых элементов на косых фланцах, расположенных под
углом 30 градусов относительно продольных осей стержневых элементов и снабженных смежными
упорами. Указанная цель достигается тем, что каждый упор входит в отверстие смежного фланца и
взаимодействует с ним.
Сущность изобретения заключается в том, что каждый из двух смежных упоров входит в отверстие
смежного фланца и своим торцом упирается в кромку отверстия во фланце так, что смежные упоры друг
с другом не взаимодействуют, а только со смежными фланцами, при этом, на упор приходится только
половина усилия, действующего на стык в плоскости фланцев, а другая половина усилия передается
непосредственно на фланец упором смежного фланца.
На фиг.1 приведен общий вид стыка сверху {применительно к стропильной ферме}, на фиг.2 показано
горизонтальное сечение стыка по оси соединяемых элементов, на фиг.3 показаны разомкнутый стык и
расчетная схема стыка, на фиг.4 приведен вид фланца в разрезе 1-1 на фиг.3.
114

115.

Стык состоит из соединяемых элементов 1 со скошенными концами под углом α к своей оси, фланцев 2,
приваренных к скошенным концам соединяемых элементов 1, упоров 3, приваренных к фланцам 2,
115

116.

стяжных болтов 4, скрепляющих фланцы 2 друг с другом. Оси стыка 5 и 6 расположены в плоскости
фланцев и нормально фланцам соответственно.
Стык растянутых элементов на косых фланцах устраивается следующим образом.
Отправочные марки конструкции {стропильной фермы} изготавливаются известными приемами,
характерными для решетчатых конструкций. Фланец 2 в сборе с упором 3 изготавливается отдельно из
стального листа на сварке. Из центральной части фланца вырезается участок для образования отверстия,
в котором размещается упор смежного фланца.
Вырезанный из фланца фрагмент является заготовкой для упора, на который расходуется
дополнительный материал. Благодаря этому экономится до 25% стали на стык. Контактные поверхности
упора и кромки отверстия во фланце выравниваются стружкой, фрезерованием или другими способами.
Фланец изготавливается с использованием шаблонов и кондукторов. Возможно изготовление фланца
способом стального литья, что более предпочтительно. Фланцы крепятся к скошенным концам
соединяемых элементов с помощью кондукторов.
Стык работает следующим образом. Усилие N, возникшее в соединяемых элементах 1 под воздействием
внешних нагрузок на конструкцию, раскладывается в стыке на две составляющих, направленных по
осям 5 и 6 стыка {фиг.2}, то есть в плоскости фланцев Nb
и нормально фланцам Nh {фиг.3}, острый угол между фланцем и осью стыкуемых элементов;
Nb=Ncosα=Ncos30=0.866N
Nh=Nsinα=Nsin30=0.5N
Усилие Nb
, действующая в плоскости фланцев 2, наполовину воспринимается упором 3, а другая половина –
непосредственно фланцем, которая передается на него упором смежного фланца {фиг.4}.
Такое распределение усилия Nb
между упором и фланцем обусловлено тем, что смежные упоры не взаимодействуют друг с другом, а
взаимодействуют только со смежными фланцами. Снижение усилия, действующего на упор, вдвое
обеспечивает технический и экономический эффект за счет уменьшения длины торца упора,
контактирующего с кромкой отверстия во фланце, и объема сварных швов крепления упора к фланцу. С
уменьшением длины торца упора уменьшается эксцентриситет приложения усилия на упор, а равно и
крутящий момент в элементах стыка, вызванный этим эксцентриситетом. Все это способствует
повышению надежности стыка.
Усилие Nh
, действующее нормально фланцам, воспринимается частью силами трения на контактных торцах
упоров 3 и фланцев 2, а остальная часть – стяжными болтами 4. Расчетное усилие, воспринимаемое
болтами Nb=Nh−Nμ, где Nμ=μNc, μ
– коэффициент трения на контактных поверхностях упоров, равный для необработанных поверхностей
0.25;
116

117.

Уменьшение болтовых усилий более, чем в два раза, во столько же снижает моменты, изгибающие
фланцы, а это позволяет принять для них более тонкие листы, сокращая тем самым расход
конструкционного материала. Кроме того, на материалоемкость предлагаемого соединения позитивно
влияют возможные уменьшения диаметров стяжных болтов 4, снижение их количества или комбинация
первого или второго.
Теоретическое исследование напряжений в зонах узловых соединений классическими методами теории
упругости весьма затруднительно. Это вызвано разнообразием конструкций узлов, особенностями
внешнего нагружения, а также крайне сложным взаимодействием элементов узла. В связи с этим, расчет
напряженно-деформированного состояния модели узла стыка растянутых поясов ферм на косых
фланцах выполняется МКЭ. В ввиду ограничения объема публикации, о результатах МКЭ анализа
стыка будет рассказано в следующей статье.
Практическое использование
Конструктивное решение болтового соединения растянутых поясов ферм на косых фланцах впервые
было апробировано в покрытии каркаса склада металлоконструкций КМК "Корал" Производственная
база в промышленной зоне района Рудный в Чкаловском районе г. Екатеринбурга. Для изготовления
опытного образца покрытия были разработаны рабочие чертежи стадии КМ и КМД. Изготовление
элементов конструкции и контрольная сборка производилась в ремонтно-механических мастерских
производственной базы. Инструкция по креплению фланцев к поясу ферм предусматривала такую
последовательность производства работ.
5. Cобрать фланцы, обеспечив плотное примыкание фланцев и упоров друг с другом. Стянуть
проектными болтами;
6. Установить полуфермы в одной плоскости {в плане и по высоте}. Плотно прижать полуфермы к
фланцам;
7. Приварить фланцы к полуфермам;
8. Выполнить именную маркировку полуферм, разъединить полуфермы
После производились окончательная установка и затяжка всех высокопрочных болтов. На рисунках
приведены фотоизображения проектной модели каркаса склада с покрытием с узлами на косых фланцах
и узлов стыка после окончательной сборки, перед покраской и подготовкой к монтажу.
117

118.

В данном случае, когда запроектированная конструкция применяется впервые, очевидна необходимость
проведения экспериментальных исследований как конструкции в составе покрытия в целом, так и
отдельных элементов узловых сопряжений. При этом проверяется также верность методик расчета,
необходимость совершенствования которых диктуется потребностью в надежных результатах при
проектировании.
В процессе работы над диссертацией, проводя обзор теоретических и экспериментальных исследований
в области существующих узловых сопряжений поясов ферм, замечено, что первый стык растянутых
поясов ферм на косом фланце был изобретен в 1979 году, молодыми учеными Уральского
электромеханического института инженеров железнодорожного транспорта, Х. М. Ягофаровым и В. Я.
Котовым.
Продолжая исследования в 1986 году, инж. А. Будаевым под руководством к.т.н. Х. М. Ягофарова, с
целью подтверждения работоспособности стыка, а также обоснования основных расчетных
предпосылок, были изготовлены три стыка с номинальным углом наклона фланцев к осям элементов 45,
30 и 20 градусов. Каждый стык представлен двумя одинаковыми половинами, в которых стыкуемый
элемент выполнен из уголка 60х6. Испытания проводились на машине ГСМ – 50 нарастающей
статической нагрузкой до разрыва болтов и разрушения фланцев. Эксперимент подтвердил
работоспособность стыка, а так же основные расчетные предпосылки. Кроме того, результаты
позволили назначить в первом приближении величины расчетных коэффициентов.
В 2010 году, в Уральском государственном университете путей сообщения были изданы методические
указания для студентов «Проектирование и изготовление стыков на косых фланцах». А так же,
необходимый и достаточный запас несущей способности болтовых стыков растянутых стержневых
элементов с косыми фланцами подтвержден итогами пробной контрольной
серии исследований опытных образцов, проведенных в лаборатории Пятигорского государственного
технологического университета канд. техн. наук, доц. Марутяном А.С в 2011 году. Разрывные усилия
опытных образцов, превысили уровень расчетных нагрузок в 1.7…2.5 раза, а экспериментальные и
расчетные деформации имели достаточно приемлемую сходимость. Даны рекомендации о внедрении в
практику строительства. Работы по исследованию стыка растянутых поясов ферм на косом фланце
118

119.

ведутся и сегодня, изготовлены опытные образцы и трубы 120х5, заглушенной с одной стороны
приваренной пластиной толщиной 30мм с 45мм стержнем для захвата в разрывной машине, с другой –
фланцем с упором толщиной 25мм. Материал конструкций – малоуглеродистая сталь, электроды типа
Э50А. Болты М24 класса 10.9. Идет подготовка эксперимента, целью которого являются анализ
напряженно-деформированного состояния узла стыка и уточнения инженерной методики решения.
Таким образом, обобщая результаты исследования работы стыка растянутых элементов на косых
фланцах, можно сказать, что предлагаемый стык растянутых элементов на косых фланцах надежен,
экономичен и прост в осуществлении.
Библиографический список
i.
Х. Ягофаров, В.Я. Котов, 1979. Описание изобретения к авторскому свидетельству 887748
119

120.

ii.
iii.
iv.
v.
vi.
Х. Ягофаров, А. Будаев Стык растянутых элементов на косых фланцах. Промышленное
строительство и инженерные сооружения, 1986, №2
К. Кузнецова, М. Радунцев «Проектирование и изготовление стыков на косых фланцах»
Методические указания для студентов всех форм обучения специальности «Промышленное и
гражданское строительство» и слушателей Института дополнительного профессионального
образования, УрГУПС, 2010
А.С. Марутян «Стыковые болтовые соединения стержневых элементов с косыми фланцами и их
расчет» Пятигорский государственный технологический университет, 2011
А.З. Клячин Металлические решетчатые пространственные конструкции регулярной структуры
Н.Г. Горелов Пространственные блоки покрытия со стержнями из тонкостенных гнутых
стержней
ФЛАНЦЕВОЕ СОЕДИНЕНИЕ РАСТЯНУТЫХ ЭЛЕМЕНТОВ ЗАМКНУТОГО ПРОФИЛЯ
РОССИЙСКАЯ ФЕДЕРАЦИЯ
(19)
RU
(11)
2 413 820
(13)
C1
(51) МПК
ФЕДЕРАЛЬНАЯ СЛУЖБА
E04B 1/58 (2006.01)
ПО ИНТЕЛЛЕКТУАЛЬНОЙ СОБСТВЕННОСТИ,
ПАТЕНТАМ И ТОВАРНЫМ ЗНАКАМ
(12) ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ К ПАТЕНТУ
Статус:не действует (последнее изменение статуса: 27.10.2014)
(21)(22) Заявка: 2009139553/03, 26.10.2009
(24) Дата начала отсчета срока действия патента:
26.10.2009
(72) Автор(ы):
Марутян Александр
Суренович (RU),
Першин Иван
Митрофанович (RU),
Павленко Юрий Ильич
(RU)
Приоритет(ы):
(22) Дата подачи заявки: 26.10.2009
(45) Опубликовано: 10.03.2011 Бюл. № 7
(56) Список документов, цитированных в отчете о поиске: КУЗНЕЦОВ В.В.
(73)
Металлические конструкции. В 3 т. - Стальные конструкции зданий и
Патентообладатель(и):
сооружений (Справочник проектировщика). - М.: АСВ, 1998, т.2. с.157,
Марутян Александр
рис.7.6. б). SU 68853 A1, 31.07.1947. SU 1534152 A1, 07.01.1990.
Суренович (RU)
Адрес для переписки:
357212, Ставропольский край, г. Минеральные Воды, ул. Советская, 90,
кв.4, Ю.И. Павленко
(54) ФЛАНЦЕВОЕ СОЕДИНЕНИЕ РАСТЯНУТЫХ ЭЛЕМЕНТОВ ЗАМКНУТОГО ПРОФИЛЯ
(57) Реферат:
120

121.

Изобретение относится к области строительства, в частности к фланцевому соединению растянутых
элементов замкнутого профиля. Технический результат заключается в уменьшении массы
конструкционного материала. Фланцевое соединение растянутых элементов замкнутого профиля
включает концы стержней с фланцами, стяжные болты и листовую прокладку между фланцами. Фланцы
установлены под углом 30° относительно продольных осей стержневых элементов. Листовую прокладку
составляют парные опорные столики. Столики жестко скреплены с фланцами и в собранном соединении
взаимно уперты друг в друга. 7 ил., 1 табл.
Предлагаемое изобретение относится к области строительства, а именно к фланцевым соединениям
растянутых элементов замкнутого профиля, и может быть использовано в монтажных стыках поясов
решетчатых конструкций.
Известно стыковое соединение растянутых элементов замкнутого профиля, включающее концы
стержневых элементов с фланцами, дополнительные ребра и стяжные болты, установленные по
периметру замкнутого профиля попарно симметрично относительно ребер (Металлические
конструкции. В 3 т. Т.1. Общая часть. (Справочник проектировщика) / Под общ. ред. В.В.Кузнецова. М.: Изд-во АСВ, 1998. - С.188, рис.3.10, б).
Недостаток соединения состоит в больших габаритах фланца и значительном числе соединительных
деталей, что увеличивает расход материала и трудоемкость конструкции.
Наиболее близким к предлагаемому изобретению является монтажное стыковое соединение нижнего
(растянутого) пояса ферм из гнутосварных замкнутых профилей, включающее концы стержневых
элементов с фланцами, дополнительные ребра, стяжные болты и листовую прокладку между фланцами
для прикрепления стержней решетки фермы и связей между фермами (1. Металлические конструкции:
Учебник для вузов / Под ред. Ю.И.Кудишина. - М.: Изд. центр «Академия», 2007. - С.295, рис.9.27; 2.
Металлические конструкции. В 3 т. Т.1. Элементы конструкций: Учебник для вузов / Под ред.
В.В.Горева. - М.: Высшая школа, 2001. - С.462, рис.7.28, в).
Недостаток соединения, как и в предыдущем случае, состоит в материалоемкости и трудоемкости
монтажного стыка на фланцах.
Основной задачей, на решение которой направлено фланцевое соединение растянутых элементов
замкнутого профиля, является уменьшение массы (расхода) конструкционного материала.
Результат достигается тем, что во фланцевом соединении растянутых элементов замкнутого профиля,
включающем концы стержней с фланцами, стяжные болты и листовую прокладку между фланцами,
фланцы установлены под углом 30° относительно продольных осей стержневых элементов, а листовую
прокладку составляют парные опорные столики, жестко скрепленные с фланцами и в собранном
соединении взаимно упертые друг в друга.
Предлагаемое фланцевое соединение имеет достаточно универсальное техническое решение. Так, его
можно применить в монтажных стыках решетчатых конструкций из труб круглых, овальных,
эллиптических, прямоугольных, квадратных, пятиугольных и других замкнутых сечений. В качестве
еще одного примера использования предлагаемого соединения можно привести аналогичные стыки на
монтаже элементов конструкций из парных и одиночных уголков, швеллеров, двутавров, тавров, Z-, Н-,
U-, V-, Λ-, Х-, С-, П-образных и других незамкнутых профилей.
121

122.

Предлагаемое изобретение поясняется графическими материалами, где на фиг.1 показано предлагаемое
фланцевое соединение растянутых элементов замкнутого профиля, вид сверху; на фиг.2 - то же, вид
сбоку; на фиг.3 - предлагаемое соединение для случая прикрепления элемента решетки, вид сбоку; на
фиг.4 - фланцевое соединение растянутых элементов незамкнутого профиля, вид сверху; на фиг.5 - то
же, вид сбоку; на фиг.6 - то же, при полном отсутствии стяжных болтов в наружных зонах незамкнутого
профиля; на фиг.7 - расчетная схема растянутого элемента замкнутого профиля с фланцем и опорным
столиком.
Предлагаемое фланцевое соединение растянутых элементов замкнутого профиля 1 содержит
прикрепленные с помощью сварных швов цельнолистовые фланцы 2, установленные под углом 30°
относительно продольных осей растянутых элементов. С фланцами 2 посредством сварных швов жестко
скреплены опорные столики 3. В выступающих частях 4 фланцев 2 и опорных столиков 3 размещены
соосные отверстия 5, в которых после сборки соединения на монтаже установлены стяжные болты 6.
Для прикрепления стержневого элемента решетки 7 в предлагаемом фланцевом соединении опорные
столики 3 продолжены за пределы выступающих частей 4 фланцев 2 таким образом, что в них можно
разместить дополнительные болты 8, как это сделано в типовом монтажном стыке на фланцах.
В случае использования предлагаемого фланцевого соединения для растянутых элементов незамкнутого
профиля 9, соосные отверстия 5 во фланцах 2 и опорных столиках 3, а также стяжные болты 6 могут
быть расположены не только за пределами сечения (поперечного или косого) незамкнутого (открытого)
профиля, но и в его внутренних зонах. При полном отсутствии стяжных болтов 6 в наружных (внешних)
зонах открытого профиля 9 предлагаемое фланцевое соединение более компактно.
В фермах из прямоугольных и квадратных труб (гнутосварных замкнутых профилей - ГСП) углы
примыкания раскосов к поясу должны быть не менее 30° для обеспечения плотности участка сварного
шва со стороны острого угла (Металлические конструкции: Учебник для вузов / Под ред.
Ю.И.Кудишина. - М.: Изд. центр «Академия», 2007. - С.296). Поэтому в предлагаемом фланцевом
соединении растянутых элементов замкнутого профиля 1 фланцы 2 и скрепленные с ними опорные
столики 3 установлены под углом 30° относительно продольных осей. В таком случае продольная сила
F, вызывающая растяжение элемента замкнутого профиля 1, раскладывается на две составляющие:
нормальную N=0,5 F, воспринимаемую стяжными болтами 6, и касательную T=0,866 F, передающуюся
на опорные столики 3. Уменьшение болтовых усилий в два раза во столько же раз снижает моменты,
изгибающие фланцы, а это позволяет применять для них более тонкие листы, сокращая тем самым
расход конструкционного материала. Кроме того, на материалоемкость предлагаемого соединения
позитивно влияют возможные уменьшение диаметров стяжных болтов 6, снижение их количества или
комбинация первого и второго.
Для сравнения предлагаемого (нового) технического решения с известным в качестве базового объекта
принято типовое монтажное соединение на фланцах ферм покрытий из гнутосварных замкнутых
профилей системы «Молодечно» (Стальные конструкции покрытий производственных зданий
пролетами 18, 24, 30 м с применением замкнутых гнутосварных профилей прямоугольного сечения типа
«Молодечно». Серия 1.460.3-14. Чертежи КМ. Лист 44). Расход материала сравниваемых вариантов
приведен в таблице, из которой видно, что в новом решении он уменьшился в 47,1/26,8=1,76 раза.
Наименование Размеры, мм Кол-во, шт.
Фланец
300×300×30
2
Масса, кг
1 шт. всех стыка
21,2 42,4 47,1
122
Примеч.
Известное решение

123.

Ребро
140×110×8
8
0,5* 4,0
Сварные швы (1,5%)
0,7
Фланец
300×250×18
2
10,6 21,2
Столик
27×150×8
2
2,6
Сварные швы (1,5%)
5,2
26,8 Предлагаемое решение
0,4
*Учтена треугольная форма
Кроме того, здесь необходимо учесть расход материала на стяжные болты. В известном и предлагаемом
фланцевых соединениях количество стяжных болтов одинаково и составляет 8 шт. Если в первом из них
использованы болты М24, то во втором - M18 того же класса прочности. Тогда очевидно, что в новом
решении расход материала снижен пропорционально уменьшению площади сечения болта нетто, то
есть в 3,52/1,92=1,83 раза.
Формула изобретения
Фланцевое соединение растянутых элементов замкнутого профиля, включающее концы стержней с
фланцами, стяжные болты и листовую прокладку между фланцами, отличающееся тем, что фланцы
установлены под углом 30° относительно продольных осей стержневых элементов, а листовую
прокладку составляют парные опорные столики, жестко скрепленные с фланцами и в собранном
соединении взаимно упертые друг в друга.
123

124.

124

125.

ИЗВЕЩЕНИЯ
MM4A Досрочное прекращение действия патента из-за неуплаты в установленный срок пошлины за
поддержание патента в силе
Дата прекращения действия патента: 27.10.2011
Дата публикации: 20.08.2012
Изобретение стыковое соединение растянутых элементов
125

126.

126

127.

127

128.

128

129.

129

130.

130

131.

131

132.

132

133.

133

134.

Фиг 4 Опора сейсмоизолирующая подвижная
Фиг 5 Опора сейсмоизолирующая подвижная
134

135.

Фиг 6 Опора сейсмоизолирующая подвижная
Фиг 7 Опора сейсмоизолирующая подвижная
Фиг 8 Опора сейсмоизолирующая подвижная
Фиг 9 Опора сейсмоизолирующая подвижная
135

136.

Фиг 10 Опора сейсмоизолирующая подвижная
Фиг11 Опора сейсмоизолирующая подвижная
Фигуры к заявке на изобретение полезная модель Сейсмостойкая фрикционно- демпфирующая опора Е04Н 9/02
Фиг 1 Сейсмостойкая фрикционно- демпфирующая опора
136

137.

Фиг 2
Сейсмостойкая фрикционно- демпфирующая опора
Фиг 3 Сейсмостойкая фрикционно- демпфирующая опора
Фиг 4 Сейсмостойкая фрикционно- демпфирующая опора
Фиг 5 Сейсмостойкая фрикционно- демпфирующая опора
137

138.

Фиг 6 Сейсмостойкая фрикционно- демпфирующая опора
Фиг 7 Сейсмостойкая фрикционно- демпфирующая опора
Фиг 8 Сейсмостойкая фрикционно- демпфирующая опора
138

139.

Фиг 9 Сейсмостойкая фрикционно- демпфирующая опора
Фиг 10 Сейсмостойкая фрикционно- демпфирующая опора
Фиг 11 Сейсмостойкая фрикционно- демпфирующая опора
Фиг 12 Сейсмостойкая фрикционно- демпфирующая опора
139

140.

Фиг 13 Сейсмостойкая фрикционно- демпфирующая опора
Фиг 14 Сейсмостойкая фрикционно- демпфирующая опора
Фиг 15 Сейсмостойкая фрикционно- демпфирующая опора
Фиг 16 Сейсмостойкая фрикционно- демпфирующая опора
140

141.

Фиг 17 Сейсмостойкая фрикционно- демпфирующая опора
Фиг 18 Сейсмостойкая фрикционно- демпфирующая опора
Фиг 19 Сейсмостойкая фрикционно- демпфирующая опора
141

142.

Фиг 20 Сейсмостойкая фрикционно- демпфирующая опора
Фиг 21 Сейсмостойкая фрикционно- демпфирующая опора
Фиг 22 Сейсмостойкая фрикционно- демпфирующая опора
142

143.

Фиг 23 Сейсмостойкая фрикционно- демпфирующая опора
Фиг 24 Сейсмостойкая фрикционно- демпфирующая опора
Фиг 25 Сейсмостойкая фрикционно- демпфирующая опора
Фиг 26 Сейсмостойкая фрикционно- демпфирующая опора
143

144.

Фиг 27 Сейсмостойкая фрикционно- демпфирующая опора
Фиг 28 1 Сейсмостойкая фрикционно- демпфирующая опора
Фиг 29 Сейсмостойкая фрикционно- демпфирующая опора
Фиг 30 Сейсмостойкая фрикционно- демпфирующая опора
144

145.

Фиг 31 Сейсмостойкая фрикционно- демпфирующая опора
Библиографический список
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»
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 –
Строительство на пучинистых и просадочных грунтах»
12. Газета «Земля России» № 2 ( 26 ) стр. 2-3 « Предложение ученых общественной организации инженеров «Сейсмофонд» –
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
разрушительные потрясения «звездотрясения» Е.И.Коваленко.
дом на грунте.
Фонда «Защита и
«Земля глобальные и
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. 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. А.И.Коваленко в ГПБ им Ленина г. Москва и РНБ СПб пл. Островского, д.3 .
Патент изобретение ФИПС РОСПАТЕНТ Коваленко Александра Ивановича и другие название изобретения
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
145

146.

РОССИЙСКАЯ ФЕДЕРАЦИЯ
(19)
RU
(11)
2010136746
(13)
A
(51) МПК
E04C2/00 (2006.01)
ФЕДЕРАЛЬНАЯ СЛУЖБА
ПО ИНТЕЛЛЕКТУАЛЬНОЙ
СОБСТВЕННОСТИ,
ПАТЕНТАМ И ТОВАРНЫМ ЗНАКАМ
(12)
ЗАЯВКА НА ИЗОБРЕТЕНИЕ
По данным на 26.03.2013 состояние делопроизводства: Экспертиза по существу
(21), (22) Заявка: 2010136746/03, 01.09.2010
Приоритет(ы):
(22) Дата подачи заявки: 01.09.2010
(43) Дата публикации заявки: 20.01.2013
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),
Кадашов 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 избыточном 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 выброс 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
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
146

147.

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».
147

148.

148

149.

149

150.

Материалы лабораторных испытаний фрагментов и узлов Оборудования для очистки
промышленного масла (ТУ 3616-001-47992552-2010), с трубопроводами ( ГОСТ Р 55989-2014),
предназначенного для сейсмоопасных районов с сейсмичностью до 9 баллов, серийный выпуск (в
районах с сейсмичностью 8 баллов и выше для установки оборудования и трубопроводов
необходимо использование сейсмостойких телескопических опор, а для соединения
трубопроводов - фланцевых фрикционно- подвижных соединений, работающих на сдвиг, с
использованием фрикци -болта, состоящего из латунной шпильки с пропиленным в ней пазом и с
забитым в паз шпильки медным обожженным клином, согласно рекомендациям ЦНИИП им
Мельникова, ОСТ 36-146-88, ОСТ 108.275.63-80,РТМ 24.038.12-72, ОСТ 37.001.050- 73,альбома 1487-1997.00.00 и изобрет. №№ 1143895, 1174616,1168755 SU, 4,094,111 US, TW201400676
Restraintanti-windandanti-seismic-friction-damping-device и согласно изобретения «Опора
сейсмостойкая» Мкл E04H 9/02, патент № 165076 RU, Бюл.28, от 10.10.2016, в местах подключения
трубопроводов к оборудованию для очистки промышленного масла, трубопроводы должны
быть уложены в виде "змейки" или "зиг-зага "). хранятся на кафедре металлических и деревянных
конструкций по адресу: 190005, СПб, 2-я Красноармейская ул дом 4 СПб ГАСУ д.т.н проф. Черных
Александр Григорьевич [email protected] [email protected] [email protected]
(921) 962-67-78, (999) 535-47-29
150