СТУ для обеспечения сейсмостойкости задвижек компактных сталей для трубопроводов, применение косых компенсаторов FPS

1.

СТУ Специальные технические решения по обеспечению сейсмостойкости
трубопроводной арматуры ОАО «Завода им. Гаджиева» Республики
Дагестан, г.Махачкала и монтажу антисейсмических демпфирующих
косых компенсаторов для магистральных трубопроводов с компактными
стальными задвижками, закрепленные на фланцевых фрикционо –
подвижных болтовых соединениях и их программная реализация в SCAD
Office
Испытательного центра СПбГАСУ, аккредитован Федеральной службой по аккредитации (аттестат № RA.RU.21СТ39,
выдан 27.05.2015), Организация "Сейсмофонд" ОГРН: 1022000000824 4 ИНН 2014000780
От ФГБОУ СПб ГАСУ № RA.RU.21СТ39 от 27.05.2015, 190005, СПб, 2-я Красноармейская ул. д 4, ученый секретарь
кафедры ТСМи М СПбГАСУ ктн доцент И.У.Аубакирова, дтн проф Ю.М.Тихонов
1

2.

Инж –мех ЛПИ им Калинина Е.И.Коваленко, зам президента организации «Сейсмофонд»
ОГРН : 1022000000824 ИНН
2014000780 [email protected]
При разработке СТУ использовался альбом серии ШИФР 1.010.1-2с.94, выпуск 0-1, утвержден Главпроектом Мистрой России, письмо от 21.09.94
; 9-3-1/130 за подписью Д.А.Сергеева, исп. Барсуков 930-54-87 согласно письма Минстроя № 9-3-1/199 от 26.12.94 и письма № 9-2-1/130 от 21.09.94
Мажиев Х.Н. Президент организации «Сейсмофонд» ОГРН : 1022000000824 ИНН 2014000780 [email protected]
Научные консультанты от СПб ГАСУ , ПГУПС : Х.Н.Мажиев, ученый секретарь кафедры
ТСМиМ СПб ГАСУ , заместитель руководителя ИЦ «СПб ГАСУ» И. У. Аубакирова
[email protected] ИНН 2014000780
Изобретатель СССР Андреев Борис Александрович, автор конструктивного
решения по обеспечению сейсмостойкости, сейсмоустойчивости задвижек компактных стальных
Ду 15...50 мм, Ру до 16 МПа, изготавливаемых в соответствии с техническими условиями
ЛШТИ.491614.001 ТУ, предназначенными для сейсмоопасных районов с сейсмичностью более 9
баллов, согласно ГОСТ 5762-2002 «Арматура трубопроводная промышленная» с номинальным
давлением не более PN 250, с креплением косого компенсатора к трубопроводам с помощью
фланцевых фрикционно-подвижных болтовых демпфирующих компенсаторов (ФПДК) с
контролируемым натяжением, расположенных в длинных овальных отверстиях по изобретению
проф. дтн ПГУП А.М.Уздина №№ 1143895, 1168755, 1174616, 165076, 2010136746, 887748 «Стыковое
соединение растянутых элементов» и использования фрикционно -демпфирующих опор с
зафиксированными запорными элементов в штоке, по линии ударной нагрузки ,
согласно изобретения № 165076 «Опора сейсмостойкая» для обеспечения
надежности технологических трубопроводов , преимущественно при
растягивающих и динамических нагрузках и улучшения демпфирующих свойств
технологических трубопроводов , согласно изобретениям проф ПГУПС дтн проф
Уздина А М №№ 1168755, 1174616, 1143895 и внедренные в США
2

3.

Автор отечественной фрикционо- кинематической,
демпфирующей сейсмоизоляции и системы поглощения и
рассеивания сейсмической и взрывной энергии по обеспечению
сейсмостойкости, сейсмоустойчивости задвижек компактных стальных Ду 15...50 мм, Ру до 16
МПа, изготавливаемых в соответствии с техническими условиями ЛШТИ.491614.001 ТУ,
предназначенными для сейсмоопасных районов с сейсмичностью более 9 баллов, согласно ГОСТ
5762-2002 «Арматура трубопроводная промышленная» с номинальным давлением не более PN 250, с
креплением косого компенсатора к трубопроводам с помощью фланцевых фрикционно-подвижных
болтовых демпфирующих компенсаторов (ФПДК) с контролируемым натяжением, расположенных в
длинных овальных отверстиях по изобретению проф. дтн ПГУП А.М.Уздина №№ 1143895, 1168755,
1174616, 165076, 2010136746, 887748 «Стыковое соединение растянутых элементов» проф дтн
ПГУПC Уздин А М
Shinkiсhi Suzuki -Президент фирмы Kawakin Япония , внедрил в Японии
фрикционо- кинематические, демпфирующие системы
сейсмоизоляции и конструктивные решения по применении шарнирной,
виброгасящей сейсмоизоляции, типа «гармошка» с системой
поглощения и рассеивания сейсмической энергии проф дтн ПГУПC
Уздин А М в Японии, США , Тайване и Европе
УДК 624.042.8:699.841
Аннотация. Проведен краткий обзор сейсмоизолирующих элементов здания,
дано описание математических моделей, содержащих характер работы
опор, а также методы расчета на сейсмическое воздействие. Для расчета
здания был выбран тип сейсмоизоляторов — шарнирные опоры, по
изобретению № 165076 «Опора сейсмостойкая» и опоры «гармошка» с
пластическим шарниром . В программном комплексе «SCAD» замоделировано
3

4.

воздействие землетрясения на установки очистки хозяйственно-бытовых сточных
вод КОС «Гермес Групп»,изготавливаемые в соответствии с техническими условиями
ТУ 4859-022-69211495-2015 и предназначенные для сейсмоопасных районов с
сейсмичностью до 9 баллов без и при наличии демпфирующих виброгасящих
элементов в конструкции — шарнирных сейсмоизолирующих опор и обеспечения
сейсмостойкости, сейсмоустойчивости задвижек компактных стальных Ду 15...50 мм, Ру до 16
МПа, изготавливаемых в соответствии с техническими условиями ЛШТИ.491614.001 ТУ,
предназначенными для сейсмоопасных районов с сейсмичностью более 9 баллов, согласно ГОСТ
5762-2002 «Арматура трубопроводная промышленная» с номинальным давлением не более PN 250, с
креплением косого компенсатора к трубопроводам с помощью фланцевых фрикционно-подвижных
болтовых демпфирующих компенсаторов (ФПДК) с контролируемым натяжением, расположенных в
длинных овальных отверстиях по изобретению проф. дтн ПГУП А.М.Уздина №№ 1143895, 1168755,
1174616, 165076, 2010136746, 887748 «Стыковое соединение растянутых элементов»
Выполнены расчеты и проведена оценка эффективности по использованию
специальных технических условий разработанные организацией «Сейсмофонд» при СПб ГАСУ по
обеспечению сейсмостойкости, сейсмоустойчивости задвижек компактных стальных Ду 15...50 мм,
Ру до 16 МПа, изготавливаемых в соответствии с техническими условиями ЛШТИ.491614.001 ТУ,
предназначенными для сейсмоопасных районов с сейсмичностью более 9 баллов, согласно ГОСТ
5762-2002 «Арматура трубопроводная промышленная» с номинальным давлением не более PN 250, с
креплением косого компенсатора к трубопроводам с помощью фланцевых фрикционно-подвижных
болтовых демпфирующих компенсаторов (ФПДК) с контролируемым натяжением, расположенных в
длинных овальных отверстиях по изобретению проф. дтн ПГУП А.М.Уздина №№ 1143895, 1168755,
1174616, 165076, 2010136746, 887748 «Стыковое соединение растянутых элементов» для районов
сейсмичностью более 9 баллов . Приведена оценка надежности работы по
обеспечению сейсмостойкости, сейсмоустойчивости задвижек компактных стальных Ду 15...50 мм,
Ру до 16 МПа, изготавливаемых в соответствии с техническими условиями ЛШТИ.491614.001 ТУ,
предназначенными для сейсмоопасных районов с сейсмичностью более 9 баллов, согласно ГОСТ
5762-2002 «Арматура трубопроводная промышленная» с номинальным давлением не более PN 250, с
креплением косого компенсатора к трубопроводам с помощью фланцевых фрикционно-подвижных
болтовых демпфирующих компенсаторов (ФПДК) с контролируемым натяжением, расположенных в
длинных овальных отверстиях по изобретению проф. дтн ПГУП А.М.Уздина №№ 1143895, 1168755,
1174616, 165076, 2010136746, 887748 «Стыковое соединение растянутых элементов» и элементов
трубопроводов с системой сейсмоизоляции в виде шарнирных опор
Ключевые слова: система сейсмозащиты, шарнирная сейсмоизолирующая
опора, сейсмоизоляторы, демпфирование, линейно-спектральный метод,
оценка надежности, специальные технические условия, обеспечения, сейсмостойкость,
сейсмоустойчивость, задвижки, компактные, стальные, Ду 15...50 мм, Ру до 16 МПа,
изготавливаемые, соответствие, технические, условия, ЛШТИ.491614.001 ТУ, предназначены,
4

5.

сейсмоопасных, район, сейсмичность, более, баллов, ГОСТ, арматура, трубопровод, промышленный,
фланцевые, фрикционные, подвижные, болтовые, демпфирующие, компенсаторы,ФПДК,
контролируемые, натяжение, овальные, ПГУПС, Уздин, 1143895, 1168755, 1174616, 165076,
2010136746, 887748, стык, соединения, растянутых, элемент.
Испытательного центра СПбГАСУ, аккредитован Федеральной службой по аккредитации (аттестат №
RA.RU.21СТ39, выд. 27.05.2015), организация "Сейсмофонд" ОГРН: 1022000000824 [email protected]
ФГБОУ СПб ГАСУ № RA.RU.21СТ39 от 27.05.2015, 190005, СПб, 2-я Красноармейская ул., д.
4, ИЦ «ПКТИ - Строй-ТЕСТ», «Сейсмофонд» ИНН: 2014000780 [email protected]
[email protected] [email protected] [email protected]
[email protected]
ОАО «Завод им. Гаджиева». ИНН 0541000946367013, Республика Дагестан, г. Махачкала, ул. Юсупова, 51. Тел. (8722) 68-1360. Факс (8722) 68-13-59 e-mail: [email protected]
Испытания на соответствие требованиям (тех. регламент , ГОСТ, тех. условия)1. ГОСТ 56728-2015 Ветровой район – VII, 2. ГОСТ Р ИСО 4355-2016 Снеговой
район – VIII, 3. ГОСТ 30546.1-98, ГОСТ 30546.2-98, ГОСТ 30546.3-98 (сейсмостойкость - 9 баллов). Всего : 85 стр (921) 962-67-78, ( 999) 535-47-29
Специальные технические условия для обеспечения сейсмостойкости задвижек компактных стальных Ду 15...50 мм, Ру до
16 МПа, изготавливаемых в соответствии с техническими условиями ЛШТИ.491614.001 ТУ, предназначенные для
сейсмоопасных районов с сейсмичностью до 9 баллов, серийный выпуск, ГОСТ 5762-2002 «Арматура трубопроводная
промышленная»ЗАДВИЖКИ НА НОМИНАЛЬНОЕ ДАВЛЕНИЕ НЕ БОЛЕЕ PN 250, предназначенных для сейсмоопасных
районов с сейсмичностью до 9 баллов, с креплением трубопроводов с помощью фрикционных протяжных демпфирующих
компенсаторов (ФПДК) с контролируемым натяжением, расположенных в длинных овальных отверстиях (в районах с
сейсмичностью более 9 баллов и более необходимо использование для соединения трубопровода с использованием косых
компенсаторов с длинными овальными отверстиями на протяжных с применением фрикционно-подвижных болтовых
соединений согласно изобретениям №№ 1143895, 1174616,1168755, для магистральных трубопроводов с использованием
сейсмостойких маятниковых опор на фрикционно- демпфирующих соединениях (для трубопроводов) согласно
изобретениям №№ 1143895, 1174616,1168755 № 165076 «Опора сейсмостойкая». согласно СП 14.13330.2014
«Строительство в сейсмических районах» п. 9.2).
При испытаниях в ПК SCAD математических моделей по ГОСТ 5762-2002 «Арматура трубопроводная промышленная»ЗАДВИЖКИ НА НОМИНАЛЬНОЕ
ДАВЛЕНИЕ НЕ БОЛЕЕ PN 250, предназначенных для сейсмоопасных районов с сейсмичностью до 9 баллов, с креплением трубопроводов с помощью
фрикционных протяжных демпфирующих компенсаторов (ФПДК) с контролируемым натяжением, расположенных в длинных овальных отверстиях (в
районах с сейсмичностью более 9 баллов и более необходимо использование для соединения трубопровода с использованием косых компенсаторов с
длинными овальными отверстиями на протяжных с применением фрикционно-подвижных болтовых соединений согласно изобретениям №№ 1143895,
1174616,1168755, для магистральных трубопроводов с использованием сейсмостойких маятниковых опор на фрикционно- демпфирующих соединениях
(для трубопроводов) согласно изобретениям №№ 1143895, 1174616,1168755 № 165076 «Опора сейсмостойкая». согласно СП 14.13330.2014
«Строительство в сейсмических районах» п. 9.2) численное моделирование в программном комплексе SCAD Office методом аналитического решения
задач строительной механики методом физического, математического и компьютерного моделирования взаимодействия оборудования и трубопроводов с
геологической средой, методом оптимизации и идентификации динамических и статических задач теории устойчивости, в том числе нелинейным
методом расчета с целью определения возможности их применения в сейсмических зонах до 9 баллов включительно (в районах с сейсмичностью 8 баллов
и более для прокладки трубопровода с косыми и прямыми фланцевыми соединениями необходимо использование сейсмо-стойких опор на
фрикционно- демпфирующих соединениях согласно изобретениям №№ 1143895, 1174616,1168755 и согласно изо-бретения патент № 165076 «Опора
сейсмостойкая», Бюл.28, от 10.10.2016, а для соединения трубопроводов –фланцевых фрик-ционно- подвижных соединений, работающих на сдвиг, с
использованием фрикци -болта, состоящего из латунной шпильки с про-пиленным 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. №№ 4,094,111 US, TW201400676 Restraintanti-windandanti-seismic-friction-damping-device Мкл E04H 9/02, в местах подключения трубопроводов к
колодцам , сооружениям, изготавливаемых в соответствии с техническими условиями и ГОСТ, трубопроводы должны быть уложены в виде "змейки" или
"зиг-зага "согласно ГОСТ 15150, ГОСТ 5264-80-У1- 8 , СП 73.13330 (п.п.4.5, 4.6, 4.7); СНиП 3.05.05 (раздел 5)). [email protected]
[email protected] [email protected] (921) 962-67-78, (996) 798-26-54
5

6.

Настоящие специальные технические условия (СТУ) касается изготовленных в соответствии с техническими условиями ЛШТИ.491614.001 ТУ задвижек компактных стальных,
предназначенные для сейсмоопасных районов с сейсмичностью до 9 баллов, серийный выпуск, ГОСТ 5762-2002 «Арматура трубопроводная промышленная»ЗАДВИЖКИ НА
НОМИНАЛЬНОЕ ДАВЛЕНИЕ НЕ БОЛЕЕ PN 250, предназначенных для сейсмоопасных районов с сейсмичностью до 9 баллов, с креплением трубопроводов с помощью
фрикционных протяжных демпфирующих компенсаторов (ФПДК) с контролируемым натяжением, расположенных в длинных овальных отверстиях (в районах с сейсмичностью
более 9 баллов и более необходимо использование для соединения трубопровода с использованием косых компенсаторов с длинными овальными отверстиями на протяжных с
применением фрикционно-подвижных болтовых соединений согласно изобретениям №№ 1143895, 1174616,1168755, для магистральных трубопроводов с использованием
сейсмостойких маятниковых опор на фрикционно- демпфирующих соединениях (для трубопроводов) согласно изобретениям №№ 1143895, 1174616,1168755 № 165076 «Опора
сейсмостойкая». согласно СП 14.13330.2014 «Строительство в сейсмических районах» п. 9.2),обеспечивается за счет применения косых антисейсмических компенсаторов для
соединения трубопроводов на сейсмостойких опор на демпфирующих фрикционно –подвижных соединениях, с контролируемым натяжением, расположенных в длинных
овальных отверстиях для обеспечения многокаскадного демпфирования при динамических нагрузках (преимущественно при импульсных растягивающих нагрузках в узлах
соединения ) согласно ГОСТ Р 55989-2014) 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). Узлы и фрагменты антисейсмического косого
компенсатора для труб из полиэтилена (дугообразный зажим с анкерной шпилькой) прошли испытания на осевое статическое усилие сдвига в ИЦ "ПКТИ-СтройТЕСТ" (протокол
№1516-2 от 25.11.20119). Настоящий протокол не может быть полностью или частично воспроизведен без письменного согласия «Сейсмофонд», [email protected]
[email protected] т/ф. (812) 694-78-10 (996) 798-26-54
Задвижки компактные стальные Ду 15...50 мм, Ру до 16 МПа, изготавливаемые в соответствии с техническими условиями
ЛШТИ.491614.001 ТУ, предназначенные для сейсмоопасных районов с сейсмичностью до 9 баллов, серийный выпуск, ГОСТ
5762-2002 «Арматура трубопроводная промышленная»ЗАДВИЖКИ НА НОМИНАЛЬНОЕ ДАВЛЕНИЕ НЕ БОЛЕЕ PN 250,,
предназначенные для сейсмоопасных районов с сейсмичностью до 9 баллов, серийный выпуск, (повышение сейсмостойкости задвижек
компактных стальных Ду 15...50 мм, Ру до 16 МПа, изготавливаемые в соответствии с техническими условиями
ЛШТИ.491614.001 ТУ, предназначенные для сейсмоопасных районов с сейсмичностью до 9 баллов, серийный выпуск, ГОСТ
5762-2002 «Арматура трубопроводная промышленная» ЗАДВИЖКИ НА НОМИНАЛЬНОЕ ДАВЛЕНИЕ НЕ БОЛЕЕ PN 250, с
трубопроводами с косыми компенсаторами на фланцевых фрикционно –подвижных соединениях (ФФПС) , которых применения в
районах с сейсмичностью более 9 баллов и более для соединения труб с колодцами , сооружениями, на косых антисейсмических
компенсаторов на демпфирующих фрикционно –подвижных соединениях, с контролируемым натяжением, расположенных в длинных
овальных отверстиях и сейсмостойких опор для обеспечения многокаскадного демпфирования при динамических нагрузках
(преимущественно при импульсных растягивающих нагрузках в узлах соединения ) согласно изобретениям №№ 1143895,
1174616,1168755 № 165076 «Опора сейсмостойкая», согласно рекомендациям ЦНИИП им. Мельникова, ,альбома 1-487-1997. 00.00 и
изобрет. №№ 4,094,111 US, TW201400676 Restraintanti-windandanti-seismic-friction-damping-device Мкл E04H 9/02 СООТВЕТСТВУЮТ
ТРЕБОВАНИЯМ НОРМАТИВНЫХ ДОКУМЕНТОВ ГОСТ 15150, ГОСТ 5264-80-У1- 8, ГОСТ 30546.1-98, ГОСТ 30546.2-98, ГОСТ 30546.3-98 (при
сейсмических воздействиях 9 баллов по шкале MSK-64 включительно ), ГОСТ 30631-99, ГОСТ Р 51371-99, ГОСТ 17516.1-90, МЭК 60068-3-3
(1991), ПМ 04-2014, РД 26.07.23-99 и РД 25818-87, СП 14. 13330.2018, СП 73.13330 (п.п.4.5, 4.6, 4.7); СНиП 3.05.05 (раздел 5), ОСТ 36-146-88,
ОСТ 108.275.63-80, РТМ 24.038.12-72, ОСТ 37.001. -050- 73
6

7.

7

8.

8

9.

9

10.

10

11.

11

12.

12

13.

13

14.

14

15.

15

16.

16

17.

17

18.

18

19.

19

20.

Основные месторождения природного газа в нашей стране находятся в
районах Крайнего севера за тысячи километров от основных потребителей.
Это является причиной наличия в нашей стране уникальной
газотранспортной системы, аналогов которой нет в мире. Высокая
протяженность линейных сооружений и как следствие, пересечение
различных климатических зон вызывают необходимость учета
специфических видов нагрузок и воздействий на сооружения.
При проектировании трубопроводных систем важное место в оценке
напряженно-деформированного состояния конструкций занимают анализ
совместной работы сооружения и грунтового массива и учет значительных
температурных перепадов.
Грунтовый массив выступает в роли как основания в случае надземной
прокладки, балочных переходов, так и вмещающей среды для трубопроводов
подземной прокладки.
Температурное воздействие вызывает: температурные напряжения в
стенках трубопровода, защемление трубопровода на границе мерзлых и
талых пород, силы морозного пучения грунтов.
В местах выхода трубопровода на дневную поверхность происходит
изменение характера воздействия на газопровод. В частности, имеет место
значительный температурный перепад при переходе от мерзлого массива
пород с температурами, равными минус 2-4"С. к воздушной среде,
минимальная температура которой достигает в зимний период в районах
Крайнего севера минус 56*С. а в летний период - плюс 39 'С .
20

21.

21

22.

Рис. 1. Обложки типовых альбомов, серий стальных опор под технологические
трубопроводы без узлов с креплением косого компенсатора к трубопроводам с помощью
фланцевых фрикционно-подвижных болтовых демпфирующих компенсаторов (ФПДК) с
контролируемым натяжением, расположенных в длинных овальных отверстиях по изобретению
проф. дтн ПГУПС А.М.Уздина №№ 1143895, 1168755, 1174616, 165076, 2010136746, 887748 «Стыковое
соединение растянутых элементов»
22

23.

Рис. 2. Обложки типовых альбомов, серий стальных опор под технологические
трубопроводы без узлов с креплением косого компенсатора к трубопроводам с помощью
фланцевых фрикционно-подвижных болтовых демпфирующих компенсаторов (ФПДК) с
контролируемым натяжением, расположенных в длинных овальных отверстиях по изобретению
проф. дтн ПГУПС А.М.Уздина №№ 1143895, 1168755, 1174616, 165076, 2010136746, 887748 «Стыковое
соединение растянутых элементов»
23

24.

Рис. 3. Обложки типовых альбомов, серий стальных опор под технологические
трубопроводы без узлов с креплением косого компенсатора к трубопроводам с помощью
фланцевых фрикционно-подвижных болтовых демпфирующих компенсаторов (ФПДК) с
контролируемым натяжением, расположенных в длинных овальных отверстиях по изобретению
проф. дтн ПГУПС А.М.Уздина №№ 1143895, 1168755, 1174616, 165076, 2010136746, 887748 «Стыковое
соединение растянутых элементов»
Рис. 4. Обложки типовых альбомов, серий стальных опор под технологические
трубопроводы без узлов с креплением косого компенсатора к трубопроводам с помощью
фланцевых фрикционно-подвижных болтовых демпфирующих компенсаторов (ФПДК) с
контролируемым натяжением, расположенных в длинных овальных отверстиях по изобретению
проф. дтн ПГУПС А.М.Уздина №№ 1143895, 1168755, 1174616, 165076, 2010136746, 887748 «Стыковое
соединение растянутых элементов»
24

25.

Рис. 4. Обложки типовых альбомов, серий стальных опор под технологические
трубопроводы без узлов с креплениея косого компенсатора к трубопроводам с помощью
фланцевых фрикционно-подвижных болтовых демпфирующих компенсаторов (ФПДК) с
контролируемым натяжением, расположенных в длинных овальных отверстиях по изобретению
проф. дтн ПГУПС А.М.Уздина №№ 1143895, 1168755, 1174616, 165076, 2010136746, 887748 «Стыковое
соединение растянутых элементов»
25

26.

26

27.

27

28.

28

29.

Рис. 5. Зарубежные изобретения для магистральных трубопроводов без
узлов крепления косого компенсатора с трубопроводам с помощью фланцевых фрикционноподвижных болтовых демпфирующих компенсаторов (ФПДК) с контролируемым натяжением,
расположенных в длинных овальных отверстиях по изобретению проф. дтн ПГУПС А.М.Уздина №№
1143895, 1168755, 1174616, 165076, 2010136746, 887748 «Стыковое соединение растянутых
элементов»
Воздействие данных факторов на надземную прокладку газопровода
приводит к выводу из строя свайных опор и как следствие, к увеличению
пролетов, что может привести к возникновению ветрового резонанса.
Использование в практике проектирования мощных программных средств
(ПК SCAD) конечно-элементного моделирования позволило перейти на
качественно новый уровень в формировании расчетных схем и к отражению
29

30.

реальных условий работы конструкций газопроводов, в частности,
появилась возможность учитывать нелинейные свойства материалов
конструкций и грунтов основания . В данной статье рассматривается
решение задач расчета магистральных трубопроводов с использованием
программного комплекса «SCAD». Выбор программного продукта был
обусловлен тем, что он позволяет производить расчет подземных и
надземных сооружений с учетом сложных геотехнических условий.
30

31.

31

32.

32

33.

33

34.

Рис. 5. Зарубежный опыт крепления магистральных трубопроводов Китай
34

35.

РАСЧЕТНАЯ СХЕМА косого антисейсмического фрикционнодемпфирующего компенсатора (соединения ) трубопроводами для задвижек
компактных стальных Ду 15...50 мм, Ру до 16 МПа, ( ЛШТИ.491614.001 ТУ) ,
ГОСТ 5762-2002 «Арматура трубопроводная промышленная» для задвижек
НА НОМИНАЛЬНОЕ ДАВЛЕНИЕ НЕ БОЛЕЕ PN 250, , предназначенных для
сейсмоопасных районов с сейсмичностью до 9 баллов с трубопроводами с
антисейсмическим косым компенсатором по изобретению 887748
«Стыковое соединение растянутых элементов , с креплением трубопроводов
к колодцам с помощью фрикционных протяжных демпфирующих
компенсаторов (ФПДК) с контролируемым натяжением, расположенных в
длинных овальных отверстиях.
Геометрические характеристики схемы испытания
математических моделей задвижек компактных стальных Ду 15...50 мм, Ру
до 16 МПа, ( ЛШТИ.491614.001 ТУ) , ГОСТ 5762-2002 «Арматура
трубопроводная промышленная» для задвижек НА НОМИНАЛЬНОЕ
ДАВЛЕНИЕ НЕ БОЛЕЕ PN 250, предназначенных для сейсмоопасных
районов с сейсмичностью до 9 баллов с трубопроводами , с креплением
трубопроводов к колодцам с помощью фрикционных протяжных
демпфирующих компенсаторов (ФПДК) с контролируемым натяжением,
расположенных в длинных овальных отверстиях по шкале MSK-64 в ПК
SCAD.
35

36.

Нагрузки приложенные на схему
Результата расчета
Эпюры усилий
Вывод : Фасонки - накладки прошли проверку прочности по
первой и второй группе предельных состояний.
РАСЧЕТНАЯ СХЕМА
Геометрические характеристики схемы
Нагрузки приложенные на схему
36

37.

Результата расчета
Эпюры усилий
РАСЧЕТНАЯ СХЕМА
Геометрические характеристики схемы
Нагрузки приложенные на схему
37

38.

Результата расчета
Эпюры усилий
«N»
«Му»
«Qz»
«Qy»
38

39.

Деформации
Коэффициент использования профилей
Для лабораторных испытаний были разработаны рабочие чертежи
стадии КМ и КМД. Изготовление элементов конструкции и контрольная
сборка производилась в организации «Сейсмофонд». Инструкция по
креплению фланцев к трубам предусматривала такую последовательность
производства работ:
1. 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;
2. Установить в одной плоскости {в плане и по высоте}.
39

40.

3. Соединить фланцы трубопровода с помощью фланцевых вибростойких
соединений
4. Выполнить именную маркировку с ФФПС.
5. После производилась окончательная установка и затяжка всех
высокопрочных болтов.
6. Изобретения, используемые при испытаниях фланцевых фрикционноподвижных соединений для трубопроводов по ГОСТ 15150, ГОСТ 526480-У1- 8, СП 73.13330 (п.п.4.5, 4.6, 4.7); СниП 3.05.05 (раздел 5).
Трубопроводы предназначенных для сейсмоопасных районов с
сейсмичностью до 9 баллов соединены с помощью фрикци-анкерных,
протяжных соединений (ФПС) с контролируемым натяжением,
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.
6. Изобретения, используемые при испытаниях задвижек компактных
стальных Ду 15...50 мм, Ру до 16 МПа, ( ЛШТИ.491614.001 ТУ) , ГОСТ 57622002 «Арматура трубопроводная промышленная» для задвижек НА
НОМИНАЛЬНОЕ ДАВЛЕНИЕ НЕ БОЛЕЕ PN 250, предназначенных для
сейсмоопасных районов с сейсмичностью до 9 баллов с трубопроводами из
полиэтилена, с креплением трубопроводов к установкам очистки
хозяйственно-бытовых сточных вод КОС с помощью фрикционных
протяжных демпфирующих компенсаторов (ФПДК).
При испытаниях в ПК SCAD математических моделей задвижек
компактных стальных Ду 15...50 мм, Ру до 16 МПа, ( ЛШТИ.491614.001 ТУ) ,
ГОСТ 5762-2002 «Арматура трубопроводная промышленная» для задвижек
НА НОМИНАЛЬНОЕ ДАВЛЕНИЕ НЕ БОЛЕЕ PN 250, с трубопроводами,
предназначенных для сейсмоопасных районов с сейсмичностью до 9 баллов с
трубопроводами из полиэтилена, с креплением трубопроводов к
сейсмостойким опорам по патенту № 165076 «Опора сейсмостойкая» с
помощью фрикционных протяжных демпфирующих компенсаторов (ФПДК)
с контролируемым натяжением, расположенных в длинных овальных
40

41.

отверстиях и фрагментов косого антисейсмического фрикционнодемпфирующего компенсатора для соединения трубопроводов
использовались:
1. Техническое решение демпфирующего компенсатора (изобретение
"Опора сейсмостойкая", патент № 165076 Е04Н/9/02).
В основе антивибрационого фрикци-болта, поглотителя энергии лежит
принцип, который называется "рассеивание", "погло-щение" сейсмической,
вибрационной энергии. Энергопоглощение происходит за счет использования
фланцевых фрикционно - подвижных соединений (АФФПС)- мини –
компенсатора с фрикци-болтом и с демпфирующими узлами крепления
(АФФПС).
2. Изобретение "Стыковое соединение растянутых элементов",
патент № 887748 использовалось при испытаниях фрагментов
антисейсмическог демпфирующего компенсатора для соединения
трубопроводов с задвижками компактными стальными Ду 15...50 мм, Ру до
16 МПа, ( ЛШТИ.491614.001 ТУ) , ГОСТ 5762-2002 «Арматура
трубопроводная промышленная» для задвижек НА НОМИНАЛЬНОЕ
ДАВЛЕНИЕ НЕ БОЛЕЕ PN 250, предназначенных для сейсмоопасных
районов с сейсмичностью до 9 баллов с трубопроводами из полиэтилена, с
креплением трубопроводов с помощью фрикционных протяжных
демпфирующих компенсаторов (ФПДК) с контролируемым натяжением,
расположенных в длинных овальных отверстиях.
41

42.

С целью повышения надежности и упрощения стыка для задвижек
компактных стальных Ду 15...50 мм, Ру до 16 МПа, ( ЛШТИ.491614.001 ТУ) ,
ГОСТ 5762-2002 «Арматура трубопроводная промышленная» для задвижек
НА НОМИНАЛЬНОЕ ДАВЛЕНИЕ НЕ БОЛЕЕ PN 250, было разработано
новое техническое решение монтажных стыков растянутых элементов на
косых фланцах, расположенных под углом 30 градусов относительно
42

43.

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 для 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
43

44.

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 затрудни-тельно. Это
вызвано разнообразием конструкций узлов, особенностями внешнего
нагружения, а также крайне сложным взаимо-действием элементов узла. В
связи с этим, расчет напряженно-деформированного состояния модели узла
стыка растянутых поясов ферм на косых фланцах выполняется МКЭ.
Для исследования напряженно деформированного состояния в образце был
проведен расчет в программном комплексе SCAD Комета 2, и построена
математическая модель. 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
44

45.

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 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, еѐ 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.
45

46.

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, приведѐнной 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
46

47.

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.
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.
47

48.

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 стеснѐнных условиях.
Гидравлические ключи типа КЛЦ обеспечивают плавную затяжку
высокопрочных болтов в ограниченном пространстве благодаря меньшим
размерам и противомоментным упорам.
В настоящее время организация 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 трудоѐмкости 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 закреплѐнного ключа. По результатам тарировки
строится тарировочный график в коорди-натах: крутящий момент в Нм показания регистрирующего измерительного прибора ключа.
Тарировать гидравлические динамометрические ключи типа КЛЦ-110, КЛЦ160 и других можно с использованием тарировочного устройства типа УТ-1,
конструкция и принцип работы которого описаны в СТП 006-97, приложение
К.
48

49.

При использовании динамометрических ключей возникает проблема
прокручивания болтов при затяжке гаек, особенно обостряющаяся при
применении высокопрочного крепежа, изготовленного по ГОСТ Р 5264352646.
По данным «НИИ Мостов и дефектоскопии» установлено, что закрученные
гайковѐртом болты при дотягивании их динамометричес-кими ключами до
расчѐтного усилия прокручиваются в 50 % случаев. Причина прокручивания
заключается в недостаточной шерохо-ватости контактных поверхностей
головки болта и шайбы, подкладываемой под неѐ.
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, сопряжѐнного 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 965-2, с классом прочности
10.9 и механическими свойствами по стандарту EN ISO 898-1и с
предельными отклонениями размеров по стандарту EN 14399-10.
В ЦНИИПСК им. Мельникова пока разработаны только ТУ 128216202494680-2007. 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. Расчѐтное сопротивление стали при срезе составляет 58 % от
49

50.

расчѐтного сопротивления при растяжении, определѐнного 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
определѐнный расчѐтом диаметр.
Для сборки фрикционных соединений на высокопрочных метизах с контролем
натяжения по срезу торцевого элемента применяют ключи специальной
конструкции.
Применение болтов с контролируемым натяжением срезом торцевого
элемента увеличит производительность работ по сборке фрикционных
соединений.
Устойчивая связь между прочностью стали на срез и на растяжение Rs =
0,58Ry позволяет сделать вывод о надѐжности такого способа натяжения
высокопрочных болтов для опор трубопроводов.
Такая технология натяжения болтов может исключить трудоѐмкую и
непроизводительную операцию тарировки динамометрических ключей,
необходимость в которой вообще исчезает.
Конструкция ключей для установки болтов с контролем натяжения по срезу
торцевого элемента не создаѐт внешнего крутящего момента в процессе
натяжения. В результате ключи не требуют упоров и имеют небольшие
размеры.
Механизм ключей обеспечивает плавное закручивание вращением болта до
момента среза концевого элемента, соответствующего достижению
проектного усилия натяжения болта. При этом сборку фрикционных
соединений можно производить с одной стороны конструкции.
50

51.

Головку болта можно делать не шестигранной, а округлой, что упростит
форму штампов для ее формирования в процессе изготовления болтов и
устранит различие во внешнем виде болтового и заклепочного соединения.
Применение болтов новой конструкции значительно снизит трудоѐмкость
операции устройства фрикционных соединений, сделает еѐ технологичной и
высокопроизводительной.
Фрикционные или сдвигоустойчивые соединения — это соединения, в которых внешние усилия воспринимаются вследствие сопротивления сил
трения, возникающих по контактным плоскостям соединяемых элементов
от предварительного натяжения 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.
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.
51

52.

С техническими решениями фрикционно-подвижных соединений
(ФПС) обеспечивающих многокаскадное демпфирование (латунная
шпилька, с пропиленным пазом, в который забит медный обожженный
клин, свинцовые шайбы, проходили лабораторные испытания) можно
ознакомиться: см.изобретения №№ 1143895, 1174616,1168755 SU,
4,094,111 US, TW 201400676 Restraintanti-windandantiseismicfrictiondampingdevice, 165076 RU «Опора сейсмостойкая» Мкл E04H
9/02, Бюл.28, от 10.10. 2016 , СП 16.13330. 2011 ( СНиП II-23-81*), п.14,3 15.2.4, ТКТ 45-5.04-274-2012( 02250), п.10.3.2 -10.10.3 ,СН 471-75, ОСТ 3672-82, Руководство по проектированию, изготовлению и сборке монтажа
фланцевых соединений стропильных ферм с поясом из широкополочных двутавров, Рекомендации по расчету, проектированию, изготовлению и
монтажу фланцевых соединений стальных строительных конструк-ций,
ЦНИПИ Проектстальконструкция, ОСТ 37. 001.050-73 «Затяжка
резьбовых соединений», Руководство по креплению технологического
оборудования фундаментными болтами, ЦНИИПРОМЗДАНИЙ, альбом,
серия 4.402-9 «Анкерные болты», вып.5, ЛЕНГИПРОНЕФТЕХИМ,
Инструкция по применению высокопрочных болтов в эксплуатируемых
мостах, ОСТ108. 275.80, ОСТ37. 001. 050-73, ВСН 144-76, СТП 006-97,
Инструкция по проектированию соединений на высокопрочных болтах в
стальных конст-рукциях мостов», Рабер Л.М. (к.т.н.), Червинский А.Е.
«Пути совершенствования технологии выполнения и диагностики
фрикци-онных соединений на высокопрочных болтах» НМетАУ
(Национальная металлургическая академия Украины, Днепропетровск),
ШИФР 2.130-6с.95 , вып. 0-1, 0-2, 0-3. (Строительный Каталог ),
«Направление развития фрикционных соединений. на высокопроч-ных
болтах» (НПЦ мостов г . СПб), д.т.н. Кабанов Е.Б, к.т.н. Агеев В.С, инж.
Дернов А.Н., Паушева Л.Ю, Шурыгин М.Н.
При испытаниях фрагментов косого антисейсмического фрикционнодемпфирующего компенсатора для соединения трубопроводов с
задвижками компактными стальными Ду 15...50 мм, Ру до 16 МПа, (
ЛШТИ.491614.001 ТУ) , ГОСТ 5762-2002 «Арматура трубопроводная
52

53.

промышленная» для задвижек НА НОМИНАЛЬНОЕ ДАВЛЕНИЕ НЕ БОЛЕЕ
PN 250, предназначенных для сейсмоопасных районов с сейсмичностью до 9
баллов с трубопроводами из полиэтилена использовалась заявка на
изобретение : «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 опоры сейсмостойкой.
Болты снабжены амортизирующими шайбами из свинца, расположенными
в отверстиях фланцев.
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 трубопроводов 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
53

54.

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.
Фигуры к патенту на изобретение "Антисейсмическое фланцевое
фрикциооно -подвижное соединение трубопроводов с косом
антисейсмическим фрикционно- демпфирующим компенсатором»
54

55.

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 фрикционноподвижном 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
55

56.

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).
Объектами исследования организации «Сейсмофонд при СПб ГАСУ были
участок надземной прокладки магистрального газопровода и балочный
переход трассы Мессояха-Норильск.
Участок надземной прокладки магистрального газопровода
Моделирование систем сейсмоизоляции для трубопроводов для задвижек компактных стальных Ду 15...50 мм, Ру до 16
МПа, ( ЛШТИ.491614.001 ТУ) , ГОСТ 5762-2002 «Арматура трубопроводная промышленная» для задвижек НА
НОМИНАЛЬНОЕ ДАВЛЕНИЕ НЕ БОЛЕЕ PN 250
Идеализированные зависимости «нагрузка-перемещение», используемые для описания поведения систем сейсмоизоляции при
сейсмических воздействиях, представлены в таблице Б.1.
Т а б л и ц а Б.1 —– Идеализированные зависимости «нагрузка-перемещение», используемые для описания поведения систем
сейсмоизоляции для трубопроводов из полиэтилена
Струнные и маятниковые опоры
Типы сейсмоизолирующих
элементов
Схемы сейсмоизолирующих элементов
Идеализированная зависимость
«нагрузка-перемещение» (F-D)
F
F
с низкой способностью к
диссипации энергии
D
D
F
F
с высокой способностью
к диссипации энергии
D
D
FF
DD
56
FF
DD

57.

FF
FF
FF
С демпфирующими
способностями
FF
FF
F
с плоскими
горизонтальными
поверхностями
скольжения
FF
Фрикционно-подвижные опоры
Маятниковые с
демпфирующими
способностями за счет
сухого трения
скользящих
поверхностей
F
F
FF
FF
Струнная опора с
ограничителями
перемещений за счет
демпфирующих упругих
стальных пластин со
скольжением верха
опоры за счет
фрикционноподвижного соединения
поверхностями
скольжения при R1=R2 и
μ1≈μ2
F
FF
FF
F
FF
FF
Струнная опора с
трущимися
поверхностями
согласно изобретения
по Уздина А.М №
2550777
«Сейсмостойкий мост»
FF
F
F
FF
F
F
Тарельчатая
сейсмоизолирующая
опора по изобретению.
№ 2285835 «Тарельчатый виброизолятор
кочетовых», Бюл № 29
20.10.2006 с демпфирующим сердечником по
изобретению № 165076
«Опора сейсмостойкая»
FF
D
DD
DD
DD
D
DD
D
DD
DD
D
D
DD
DD
D
DD
DD
DD
D
D
DD
DD
D
D
DD
D
D
DD
57

58.

Рис. Фрагменты опор с фрикционно –подвижными соединениями (ФПС).
по обеспечению сейсмостойкости,
сейсмоустойчивости задвижек компактных стальных Ду 15...50 мм, Ру до 16 МПа, изготавливаемых
в соответствии с техническими условиями ЛШТИ.491614.001 ТУ, предназначенными для
сейсмоопасных районов с сейсмичностью более 9 баллов, согласно ГОСТ 5762-2002 «Арматура
трубопроводная промышленная» с номинальным давлением не более PN 250, с креплением косого
компенсатора к магистральным трубопроводам, с помощью фланцевых фрикционно-подвижных
болтовых демпфирующих компенсаторов (ФПДК) с контролируемым натяжением, расположенных в
длинных овальных отверстиях по изобретению проф. дтн ПГУП А.М.Уздина №№ 1143895, 1168755,
1174616, 165076, 2010136746, 887748 «Стыковое соединение растянутых элементов»
Таблица конструкций косого демпфирующего компенсатора
58

59.

Т а б л и ц а Б.1 — Фрикци –демпферы (Фрикционно –демпфирующие энергопоглотители ), используемые для энергопоглощения взрывной энергии, для обеспечения многокаскадного демпфирования при динамических нагрузках ,
по обеспечению сейсмостойкости,
сейсмоустойчивости задвижек компактных стальных Ду 15...50 мм, Ру до 16 МПа, изготавливаемых
в соответствии с техническими условиями ЛШТИ.491614.001 ТУ, предназначенными для
сейсмоопасных районов с сейсмичностью более 9 баллов, согласно ГОСТ 5762-2002 «Арматура
трубопроводная промышленная» с номинальным давлением не более PN 250, с креплением косого
компенсатора к трубопроводам с помощью фланцевых фрикционно-подвижных болтовых
демпфирующих компенсаторов (ФПДК) с контролируемым натяжением, расположенных в длинных
овальных отверстиях по изобретению проф. дтн ПГУП А.М.Уздина №№ 1143895, 1168755, 1174616,
165076, 2010136746, 887748 «Стыковое соединение растянутых элементов»
преимущественно при импульсных растягивающих нагрузках
Типы фрикционно-демпфирующих энергопоглощающих крестовидных, трубчатых,
Схемы энергопоглощающих сдвиговых
фрикционно-демпфирующих энергопоглотителей в
Идеализированная зависимость фрикционнодемпфирующей «нагрузки для перемещения»
(F-D)
F
Косой компенсатор
энергопоглотитель ( для
трубопроводов)
F
D
F
Энергопоглощающ
ие демпфирующие
Энергопоглотитель квадратный трубчатый
D
D
F
F
с высокой способностью
к поглощению пиковых
ускорений
F
D
F
D
D
F
Упругопластическая
опора на фрикционо –
подвижных
соединениях ФПС
F
F
D
D
D
F
F
D
F
D
D
D
F
Крестовидная опора
повышенной
способности к
энергопоглощению
взрывной и
сейсмической энергии
F
F
D
F
D
D
D
F
F
F
F
D
D
59
D
F
F
FF
D
D

60.

F
D
F
F
D
D
D
Демпфирующая –
маятниковая опора
раскачивается при
смятии медного обожженного клина, забитого
в пропиленный паз
шпильки
FF
F
DD
D
FF
F
D
D
Квадратный пластический шарнир – ограничитель перемещений по
линии нагрузки (ограничитель перемещений
одноразовый)
D
F
F F
D
D
D
F
Трубчатый упруго
пластичный шарнир –
ограничитель перемещений по линии нагрузки (одноразовый)
F
F
D
D
D
F F
Квадратная опора
(гармошка) пластический шарнир – ограничитель перемещений
по линии нагрузки
(одноразовый)
Односторонний по линии нагрузки
F
D
D
D
F
D
60

61.

61

62.

При построении модели была задана надземная прокладка газопровода
длиной 140 м с компенсационным участком . Расстояние между опорами
составляет 9-10 м. При конструировании надземной прокладки заданы
различные типы свайных опор: неподвижная четырех свайная опора,
продольно- подвижные опоры с длиной ригеля 1.45 м и 0.65 м
соответственно.
62

63.

Глубина сезонного оттаивания фунтов составляет 1.8 м, а величина
заглубления свай опор трубопровода - 8 м. Заглубление свай в мерзлую толщу
на глубину 6.2 м и наличие сравнительно небольшой вертикальной нагрузки
1.6 кН/м на трубопровод позволяют рассматривать сваи как сваи-стойки.
Труба газопровода моделировалась стержневыми элементами .
Построение расчетной схемы надземной прокладки магистрального
газопровода производилось в графическом препроцессоре SCAD,
интегрированном в систему автоматизированного проектирования
AutoCAD. С помощью стандартных инструментов AutoCAD был создан
каркас расчетной схемы с креплением косого компенсатора к трубопроводам с помощью
63

64.

фланцевых фрикционно-подвижных болтовых демпфирующих компенсаторов (ФПДК) с
контролируемым натяжением, расположенных в длинных овальных отверстиях по изобретению
проф. дтн ПГУПС А.М.Уздина №№ 1143895, 1168755, 1174616, 165076, 2010136746, 887748 «Стыковое
соединение растянутых элементов»
Далее на его основе с помощью специальных инструментов - структурных
линий, структурных площадей - была задана геометрия пространственной
системы.
Характеристики поперечных сечений также задавались в SCAD с
использованием нормативных документов. действующих на территории РФ.
Параллельно с установлением поперечных сечений в отдельную группу
«Working tube» были выделены элементы системы, соответствующие
рабочей трубе магистрального трубопровода.
После формирования геометрии стержневой системы и установления
характеристик поперечных сечений построенная модель была
экспортирована в SCAD . При экспорте была построена конечно- элементная
модель системы с заданными параметрами генерации сетки элементов.
В месте выхода трубопровода с креплением косого компенсатора к трубопроводам с
помощью фланцевых фрикционно-подвижных болтовых демпфирующих компенсаторов (ФПДК) с
контролируемым натяжением, расположенных в длинных овальных отверстиях по изобретению
проф. дтн ПГУПС А.М.Уздина №№ 1143895, 1168755, 1174616, 165076, 2010136746, 887748 «Стыковое
на дневную поверхность задавалась скользящая
заделка с фиксацией трех углов поворота вокруг координатных осей. В
точках контакта трубопровода с неподвижной опорой задавались условия
жесткого защемления. В точках контакта трубопровода с продольноподвижными опорами учтена возможность его проскальзывания
относительно опорного ригеля. При задании системы «трубопровод-свайные
опоры, была учтена несоосность оси трубопровода и опорного ригеля. В
точках входа опорных свай в мерзлую толщу устанавливалось жесткое
защемление. Массив талых пород основания в расчетную схему не включался.
соединение растянутых элементов» ,
Были заданы два расчетных сочетания нагрузок. Первое сочетание
соответствует максимальному воздействию на трубопровод в зимний
период времени и включает в себя: собственный вес материла трубы 0530x9
мм. вес природного газа, вес от вспомогательных технических устройств,
ветровую, ледовую, снеговую нагрузки, температурный перепад, равный 54'С.
64

65.

Второе расчетное сочетание нагрузок характеризует максимальное
воздействие на газопровод в летний период времени и включает в себя:
собственный вес материла трубы 0530*9 мм. вес природного газа, вес от
вспомогательных технических устройств, ветровую нагрузку,
температурный перепад, равный 37Х. Для удобного формирования РСУ
использовался модуль параметрического ввода данных TEDOY. позволивший
задать нагрузки для ранее заданной группы элементов «Working tube» без
последовательного выделения трубы газопровода на всем участке трассы.
Для обеспечения сейсмостойкости трубопровода, приведены максимальные
значения перемещений и внутренних усилий трубопровода для расчетных
сочетаний нагрузок. Третья строка таблицы соответствует решению
задачи только о температурном воздействии на систему в зимний период.
Проведенные расчеты показывают, что при переходе от зимнего к
летнему периоду времени трубопровод начинает работать на растяжение,
о чем свидетельствует смена знака у вектора перемещений. Изгибающие
моменты М, и Мх практически не меняются. Результаты, приведенные в
третьей строке таблицы, подтверждают, что температурное воздействие
дает решающий вклад в продольные перемещения трубопровода и
практически не влияет на изгибающие моменты и без крепления косого
компенсатора к трубопроводам с помощью фланцевых фрикционно-подвижных болтовых
демпфирующих компенсаторов (ФПДК) с контролируемым натяжением, расположенных в длинных
овальных отверстиях по изобретению проф. дтн ПГУПС А.М.Уздина №№ 1143895, 1168755, 1174616,
165076, 2010136746, 887748 «Стыковое соединение растянутых элементов» возможны разрушения
трубопровода , аварии
Незначительные значения изгибающих моментов свидетельствуют о том.
что наибольший вклад в напряженное состояние стенок трубопровода
вносит рабочее давление продукта. При выполнении расчетов на рабочее
давление в соответствии со СНиП 2.05.06-85* «Магистральные
трубопроводы* получаются напряжения, соответствующие изгибаемым
моментам 500-600 кНм.
Балочный переход магистрального газопровода через реку всегда надо использовать
с креплением косого компенсатора к трубопроводам с помощью фланцевых фрикционноподвижных болтовых демпфирующих компенсаторов (ФПДК) с контролируемым натяжением,
расположенных в длинных овальных отверстиях по изобретению проф. дтн ПГУПС А.М.Уздина №№
1143895, 1168755, 1174616, 165076, 2010136746, 887748 «Стыковое соединение растянутых
элементов»
65

66.

Второй объект исследования представляет собой балочный переход
трассы магистрального газопровода Мессояха-Норильск через реку .
Сложные геокриологические условия площадки строительства вызваны
расположением перехода на талике и распространением сильно пучинистых
грунтов о зерно-речного происхождения.
Фундаменты на винтовых сваях из труб 0325x8. установленные в
русловой части реки, сложенной талыми несмерзающимися грунтами,
работают по принципу висячих свай. Глубина сезонного протаивания грунтов
для данного талика составляет 3.2 м. С учетом опыта эксплуатации ранее
построенных газопроводов
При конструировании перехода для предотвращения непроектных
перемещений газопровода было предусмотрено установление двух свайных
продольно подвижных опор с регулируемыми по высоте ригелями.
Для перехода применена конструкция «труба в трубе» . Рабочая труба
530* 9 мм оборудована опорно- направляющими кольцами, обеспечивающими
условия совместной деформации рабочей трубы и внешнего кожуха ( 720* 8
мм).
При построении модели балочного перехода была задана трехпролетная
система. Центральный пролет равен 45 м, а краевые - 15 м . Общая длина
составляет 75 м. Внешняя и внутренняя (рабочая) трубы моделировалась
стержневыми элементами. Винтовые сваи задавались с применением
специальных стержневых элементов.
Построение пространственной расчетной схемы основывалось на тех
же принципах, что были использованы для участка надземной прокладки
магистрального трубопровода.
Грунтовый массив, сложенный песчано-глинистыми грунтами талика,
моделировался с помощью специальных инструментов препроцессора
в рамках упругопластической модели Кулона- Мора. В частности, были
заданы две инженерно-геологические колонки, в которых были указаны
границы инженерно-геологических элементов и физико-механические
свойства грунтов. Скважины были привязаны к глобальной системе
координат расчетной схемы. После чего программа интерполировала
свойства массива к ближайшим сваям. В соответствии с требованиями СП
50-102-2003 «Проектирование и устройство свайных фундаментов» для
каждого инженерно-геологического элемента были установлены: расчетное
сопротивление под нижним концом свай и расчетные сопротивления на
66

67.

боковой поверхности свай. Непинейные свойства грунтов были заданы в
соответствии с моделью Кулона- Мора. Углы внутреннего трения и
коэффициенты сцепления задавались на основании проведенных инженерногеологических изысканий,глубина погружения свай была принята равной 8 м.
В местах контакта трубопровода с мерзлой толщей задавалось жесткое
защемление. В точках контакта трубопровода с продольно-подвижными
опорами учтена возможность его проскальзывания относительно опорного
ригеля. При задании системы «труба в трубе» была учтена несоосность оси
трубопроводов и установлены специальные упругие связи, имеющиеся в
комплексе СКАД для учета совместного деформирования внешней и
внутренней труб.
Были заданы два расчетных сочетания нагрузок. Первое сочетание
соответствует максимальному воздействию на трубопровод в зимний
период времени без учета сил морозного пучения и включает в себя:
собственный вес материла труб, вес природного газа, вес от
вспомогательных технических устройств, ветровую, ледовую, снеговую
нагрузки, температурный перепад.
Второе расчетное сочетание нагрузки включает все вышеперечисленные
позиции, а также учитывает действие сил морозного пучения на систему
«газопровод-свайные опоры-основаниеи. Расчет сил морозного пучения
производился в соответствии с требованиями СНиП 2.02.04-88 «Основания и
фундаменты на вечномерзлых фунтах».
Учет сил морозного пучения при задании расчетной схемы приводит к
увеличению значения главного вектора перемещений на 10%, изгибающих
моментов на 40%. перерезывающие силы увеличиваются до 80 %.
Таким образом, можно отметить следующие итоги работы , о
необходимости использования крепления косого компенсатора к трубопроводам с помощью
фланцевых фрикционно-подвижных болтовых демпфирующих компенсаторов (ФПДК) с
контролируемым натяжением, расположенных в длинных овальных отверстиях по изобретению
проф. дтн ПГУПС А.М.Уздина №№ 1143895, 1168755, 1174616, 165076, 2010136746, 887748 «Стыковое
соединение растянутых элементов»
.
1. Произведено моделирование и расчет совместной системы
«Магистральный трубопровод-свайные опоры-талое песчано-глинистое
67

68.

основание*) балочного перехода с учетом нелинейных свойств грунтов
основания.
2. Существенно упрощен процесс создания расчетных схем участка
надземной прокладки и балочного перехода магистрального трубопровода
благодаря интеграции популярной САПР AutoCAD и ПК SCAD .
3. Рассчитан балочный переход магистрального газопровода,
смонтированный с применением технологии с креплением косого компенсатора к
трубопроводам с помощью фланцевых фрикционно-подвижных болтовых демпфирующих
компенсаторов (ФПДК) с контролируемым натяжением, расположенных в длинных овальных
отверстиях по изобретению проф. дтн ПГУПС А.М.Уздина №№ 1143895, 1168755, 1174616, 165076,
«труба в трубе»,
которая моделировалась специальными упругими связями из библиотеки
специальных элементов ПК SCAD.
2010136746, 887748 «Стыковое соединение растянутых элементов» и
Результаты, полученные в ходе конечно-элементного анализа, позволили
на этапе расчетно- теоретических исследований дать оценку основных
принятых конструктивных решений с точки зрения соответствия
требованиям нормативных документов и рекомендовать применять крепление косого
компенсатора к трубопроводам с помощью фланцевых фрикционно-подвижных болтовых
демпфирующих компенсаторов (ФПДК) с контролируемым натяжением, расположенных в длинных
овальных отверстиях по изобретению проф. дтн ПГУПС А.М.Уздина №№ 1143895, 1168755, 1174616,
165076, 2010136746, 887748 «Стыковое соединение растянутых элементов»
Представлены результаты исследования режима работы косого компенсатора
к
трубопроводам с помощью фланцевых фрикционно-подвижных болтовых демпфирующих
компенсаторов (ФПДК) с контролируемым натяжением, расположенных в длинных овальных
отверстиях по изобретению проф. дтн ПГУПС А.М.Уздина №№ 1143895, 1168755, 1174616, 165076,
2010136746, 887748 «Стыковое соединение растянутых элементов».
Приведены теоретические и экспериментальные зависимости силы упругой
деформации компенсаторов различных диаметров и геометрических
размеров. Даны рекомендации по конструкции и расположению неподвижных
опор на трубопроводах. Экспериментальные исследования деформационных
характеристик косого компенсатора к трубопроводам с помощью фланцевых фрикционноподвижных болтовых демпфирующих компенсаторов (ФПДК) с контролируемым натяжением,
расположенных в длинных овальных отверстиях по изобретению проф. дтн ПГУПС А.М.Уздина №№
1143895, 1168755, 1174616, 165076, 2010136746, 887748 «Стыковое соединение растянутых
элементов»,
показали, что в отличие от стальных компенсаторов наблюдается
68

69.

существенная разница в величинах сил упругой деформации (в некоторых
случаях более чем в два раза) при различных температурах теплоносителя. С
повышением температуры термопласта изменяются его механические
свойства, в частности, уменьшается модуль упругой деформации и, как
следствие, упругость радиальных компенсирующих устройств. Это в свою
очередь влияет на конструкцию неподвижных опор в сторону их упрощения и
удешевления производства. Полученные результаты могут быть
использованы в качестве справочных данных при проектировании
компенсирующих устройств, конструировании неподвижных опор
полиэтиленовых трубопроводов, работающих в тепловых сетях с
параметрами до 95 °С.
Ключевые слова: компенсатор; подвижные и неподвижные опоры; сила
упругой деформации.
Эксплуатация трубопроводного транспорта теплоносителей всегда
сопряжена с проблемами компенсации температурных деформаций.
Особенно это актуально для инженерных коммуникаций, работающих с
переменной температурой. Динамическое изменение режима работы
тепловых сетей существенно влияет на срок службы трубопровода. Наряду
со стальными трубопроводами, в последнее время стали использоваться
трубы
От назначения и усилий, возникающих в компенсаторах тепловых
сетей, зависят тип и конструкция опор.
Опоры в тепловых сетях устанавливают для восприятия усилий,
возникающих в теплопроводах, и передачи их на несущие конструкции или
грунт . В зависимости от назначения их подразделяют на подвижные и
неподвижные опоры.
Эксперимент проводился на лабораторной установке СПб ГАСУ.
Допустимое расстояние между опорами определяется из условий
прочности и допустимой стрелы прогиба трубы на середине пролета для
наиболее неблагоприятных режимов работы теплопровода, при которых в
самом ослабленном сечении (обычно сварные стыки) напряжения не должны
превышать допустимые значения .
69

70.

Допустимое напряжение изгиба принимается в зависимости от типа
трубы, способа прокладки и компенсации температурных удлинений
трубопровода .
По методике, приведенной в литературе были получены зависимости сил
упругой деформации стальных труб от теплового удлинения трубопровода и
температуры теплоносителя.
в следующих случаях:
В перед и после поворотов трассы;
Анализ зависимости силы упругих деформаций для стальных с креплением
косого компенсатора к трубопроводам с помощью фланцевых фрикционно-подвижных болтовых
демпфирующих компенсаторов (ФПДК) с контролируемым натяжением, расположенных в длинных
овальных отверстиях по изобретению проф. дтн ПГУПС А.М.Уздина №№ 1143895, 1168755, 1174616,
165076, 2010136746, 887748 «Стыковое соединение растянутых элементов» ,
как определяющей
величины при выборе размеров компенсатора и конструкции неподвижной
опоры, показал, что эта величина существенно зависит от диаметра
трубопровода, толщины стенки, деформации компенсатора, и практически
не зависит от температуры теплоносителя.
Участок гибкого гофрированного трубопровода позволял свободно
перемещать плечо компенсатора.
На основе полученных результатов были построены графики зависимости
сил упругой деформации от величины теплового удлинения с креплением косого
компенсатора к трубопроводам с помощью фланцевых фрикционно-подвижных болтовых
демпфирующих компенсаторов (ФПДК) с контролируемым натяжением, расположенных в длинных
овальных отверстиях по изобретению проф. дтн ПГУПС А.М.Уздина №№ 1143895, 1168755, 1174616,
165076, 2010136746, 887748 «Стыковое соединение растянутых элементов»
Экспериментальные исследования деформационных характеристик с
креплением косого компенсатора к трубопроводам с помощью фланцевых фрикционно-подвижных
болтовых демпфирующих компенсаторов (ФПДК) с контролируемым натяжением, расположенных в
длинных овальных отверстиях по изобретению проф. дтн ПГУПС А.М.Уздина №№ 1143895, 1168755,
показали,
что в отличие от стальных компенсаторов наблюдается существенная
разница в величинах сил упругой деформации (в некоторых случаях более чем
в два раза) при различных температурах теплоносителя . Справедливость
1174616, 165076, 2010136746, 887748 «Стыковое соединение растянутых элементов» ,
70

71.

полученных данных подтверждается справочными данными, в частности, по
зависимости модуля упругости полиэтилена от температуры .
Заключение.
С повышением температуры трубопровода изменяются его механические
свойства, в частности, уменьшается модуль упругой деформации и, как
следствие, упругость радиальных компенсирующих устройств. Это в свою
очередь влияет на конструкцию неподвижных опор в сторону их упрощения и
удешевления производства и применением косого компенсатора к трубопроводам с
помощью фланцевых фрикционно-подвижных болтовых демпфирующих компенсаторов (ФПДК) с
контролируемым натяжением, расположенных в длинных овальных отверстиях по изобретению
проф. дтн ПГУПС А.М.Уздина №№ 1143895, 1168755, 1174616, 165076, 2010136746, 887748 «Стыковое
соединение растянутых элементов»
Полученные результаты могут быть использованы в качестве справочных
данных при проектировании компенсирующих устройств, конструировании
неподвижных опор с использованием косого компенсатора к трубопроводам с помощью
фланцевых фрикционно-подвижных болтовых демпфирующих компенсаторов (ФПДК) с
контролируемым натяжением, расположенных в длинных овальных отверстиях по изобретению
проф. дтн ПГУПС А.М.Уздина №№ 1143895, 1168755, 1174616, 165076, 2010136746, 887748 «Стыковое
соединение растянутых элементов»
БИБЛИОГРАФИЧЕСКИЙ типовых альбомов , серий для использования и
применения виброгасящего , антисейсмического косого компенсатора к
трубопроводам с помощью фланцевых фрикционно-подвижных болтовых демпфирующих
компенсаторов (ФПДК) с контролируемым натяжением, расположенных в длинных овальных
отверстиях по изобретению проф. дтн ПГУПС А.М.Уздина №№ 1143895, 1168755, 1174616, 165076,
2010136746, 887748 «Стыковое соединение растянутых элементов»
71

72.

Список научной литературы прилагается :
1. Алпатов В.Ю., Соловьев А.В., Холопов И.С. К вопросу расчета фланцевых
соединений на прочность при знакопеременной эпюре напряжений //
Промышленное и гражданское строительство. — № 2. — 2009, с. 26-30.
2. 2.
Бирюлев В.В., Катюшин В.В. Проектирование фланцевых соединений с
учетом развития пластических деформаций // Труды международного коллоквиума
"Болтовые и специальные монтажные соединения в стальных строительных
конструкциях". — Том 2. - М.: ВНИПИ Промсталь- конструкция. — 1989, с. 32-36.
3. 3.
Каленов В.В., Глауберман В.Б. Исследования Т-образных фланцевых
соединений на моделях из оптически активного материала // Известия вузов.
Строительство и архитектура. — 1985,-№9, с. 14-17.
4. 4.
Катюшин В.В. Здания с каркасами из стальных рам переменного сечения. —
М.: Стройиздат, 2005. — 450 с.
5. 5.
Карпиловский B.C., Криксунов Э.З., Маляренко А.А., Перельмутер А.В.,
Перельмутер М.А SCAD Office. Вычислительный комплекс SCAD. — М.:
Издательство АСВ, 2008. - 592 с.
6. 6.
Рекомендации по расчету, проектированию, изготовлению и монтажу
фланцевых соединений стальных строительных конструкций // СО Стальмонтаж,
ВНИПИ Промсталь- конструкция, ЦНИИПСК им. Мельникова. - М., 1988. - 83 с.
72

73.

7. 7.
Руководство по проектированию, изготовлению и сборке монтажных
фланцевых соединений стропильных ферм с поясами из широкополочных
двутавров. - М.: ЦНИИПСК им. Мельникова, 1981.
8. 8.
СНиП П-23-81*. Стальные конструкции. Нормы проектирования // Госстрой
СССР. - М.: ЦИТП Госстроя СССР, 1990, 96 с.
9. 9.
СП 53-102-2004. Общие правила проектирования стальных конструкций //
ЦНИИСК им. Кучеренко, ЗАО ЦНИИПСК им. Мельникова, ОАО Ин-т "Энергосеть".
10. 10.
Cerfontaine Е, Jaspart J. P. Analytical study of the interaction between bending
and axial force in bolted joints // Eurosteel Coimbra, 2002. - pp. 997- 1006.
11. 11.
EN 1993-1-8. Eurocode 3. Design of Steel Structures. Part 1.8: Design of joints.
CEN, 2005.
12. 12.
Jaspart J. P. General report: session on connections // Journal of Constructional
Steel Research, 2000. — \fol. 55. - pp. 69-89.
13. 13.
PisarekZ., KozlowskiA. End-plate steel joint with four bolts in the row //
Proceeding of the International
14. Conference "Progress in Steel, Composite and Aluminium Struc-tures"// Gizejowski,
Kozlowski, Sleczka & Ziolko (eds.) / Taylor & Francis Group, London, 2006. - pp. 257-826.
15. 14.
Sokol Z., Wald F., Delabre V., Muzeau J. P., Svarc M. Design of end plate joints
subject to moment and normal force // Eurosteel Coimbra, 2002. - pp. 1219- 1228.
16. 15.
Sumner E. A., Murray Т. M. Behaviour and design of multi-row extended endplate moment connections // Proceedings of International Conference Advances in
Structures (ASCCA'03). - Sydney, 2003.
17. 16.
Undermann D., Schmidt B. Moment Resistance of Bolted Beam to Column
Connections with Four Bolts in each Row // Proceedings of IV European Conference on
Steel and Composite Structures "Eurosteel 2005". — Maastricht, 2005.
18. 17.
Urbonas K, Daniunas A. Behaviour of steel beam-to-beam connections under
bending and axial force // Proceedings of 8th International Conference "Modern Building
Materials, Structures and Techniques" (Lithuania, Vilnius, May 19-21, 2004) - pp. 650653.
19. Анатолий Перельмутер, д.т.н., главный научный сотрудник ООО НПФ "СКАДСОФТ"
Эдуард Криксунов, к.т.н., директор ООО НПФ "СКАДСОФТ" Виталина Юрченко,
к.т.н., ведущий научный сотрудник ООО НПФ "СКАДСОФТ" Тел.: (499) 267-4076 Email: [email protected] scad @scadsoft.com
Список лабораторной и научной литературы
1. Байда С.Е. Мега-катастрофы, как стратегическое и тактическое оружие войн нового поколения, возможность их прогнозирования и
предупреждения. Технологии гражданской безопасности, Том 7,2010, № 1—2, с. 191—198.
2. Байда С.Е. Исследования авиационных происшествий и катастроф, как следствие совместного влияния ге- лиогеофизических
факторов. Сборник трудов по материалам научных исследований адъюнктов, аспирантов и соискателей Академии. Выпуск 8.
Закрытого пользования. Новогорск: АГЗ МЧС России, 2004, с. 181—190.
3. Байда С.Е., Мищенко В.Ф. Взаимосвязь изменения солнечной активности и социальной нестабильности в мире. Безопасность
жизнедеятельности. № 12. 2004, с. 46 — 50.
4. Байда С.Е. Исследование частотно-временных и пространственно-волновых закономерностей возникновения землетрясений,
аварий электроснабжения и авиакатастроф. 53-я НПК МФТИ секция «Высокие технологии в обеспечении безопасности
жизнедеятельности» в трудах 53-й научной конференции МФТИ «Современные проблемы фундаментальных и прикладных наук».
Часть III. Аэрофизика и космические исследования. Том 2. М.: МФТИ, 2010, с. 28 — 30.
5. Землетрясения и микросейсмичность в задачах современной геодинамики восточно-европейской платформы. Книга 2.
Микросейсмичность. Российская академия наук, Геофизическая служба, Карельский научный центр, институт геологии. Под
редакцией Н.В. Шаврова, А.А. Маловичко, Ю.К.Щукина. Петрозаводск, 2007.
6. Байда С.Е. Математический подход анализу рисков возникновения фатальных случаев у переживших природные бедствия и
техногенные катастрофы людей. Проблемы анализа риска. Том 6, 2009, № 2, с. 14 — 24.
7. Bayda S. Interrelations of Changes of Space and He- lio-Geophysical Factors and the Number of Victims after Catastrophic Earthquakes.
Proceedings of the International Disaster and Risk Conference (IDRC Davos 2008), August 25-29 2008. Extended Abstracts / Edited by Walter J. Ammann Myriam Poll Emily Hдkkinen Graaldine Hoffer, Global Risk Forum GRF Davos, Switzerland, 2008, P. 92 — 94.
8. Арнольд В.И. Теория катастроф. 3-е изд., доп. М.: «Наука», Главная редакция физико-математической литературы, 1990.128 с.
9. С.Е. Байда. Задача прогнозирования катастрофы сложной системы, как проявления совокупности эффектов и закономерностей
изменения внешних и внутренних условий и процессов. Безопасность критичных инфраструктур и территорий: Сборник трудов I
— II-й Всероссийской конференции и XI — XII Школ молодых ученых 2007 — 2008. Екатеринбург: УрО РАН, 2009, с. 14 — 29.
10.
Кузнецов В.В. Физика земли. Учебник-монография. Глава 20. Атмосферное электричество. http://www.vvkuz.ru/books/ch_20.pdf
11.
Попов И.М. «Сетецентрическая война»: Готова ли к ней Россия? http://www.milresource.ru/index.html
73

74.

12. Байда С.Е. Прогностические задачи обеспечения гуманитарных операций. Современные аспекты гуманитарных операций при
чрезвычайных ситуациях и в вооруженных конфликтах. Материалы XIV-й Международной научно-практической конференции по
проблемам защиты населения и территорий от чрезвычайных ситуаций. 20 мая 2009 г., г. Москва, Россия, МЧС России. М: ФГУ
ВНИИ ГОЧС (ФЦ), 2009, с. 97—102.
13. Байда С.Е. «Проблема 2012»: оценка реальных угроз. Проблемы анализа риска, Том 8, 2011, № 1, с. 74 — 91.
14. Никола Тесла и его работы с переменными токами и их приложение в радиотелеграфию. Телефонная связь и передача мощности:
растянутое интервью. Перевод выполнен Рауфом Курбановым. ISBN: 1-893817-01-6, Патент 1,119,732 США, 1 декабря 1914 года, с.
55.
http://www.tfcbooks.com:80/mall/more/321tps.htm
15. Прищепенко А.Б. Огонь. Об оружии и боеприпасах. М.: «МОРККНИГА», 2009,195 с.
16.
По материалам: http://ru.wikipedia.org/wiki/
17.
По материалам: http://lenta.ru/news/2011/11/16/mop
18. Сергей Плужников. Сергей Соколов. Украли бомбу. Расследование. Совершенно секретно № 8/113 от 08/1998.
19.
По материалам: http://www.epochtimes.ru/content/view/9912/5/
20.
По материалам: http://yh.by.ru/index.html#pzn/tek- ton/tekt-weapon.htm
21.
По материалам: http://wikimapia.org
22. Jerry E. Smith. The ultimate weapon of the conspiracy / Jerry E. Smith. Published by Adventures Unlimited Press One Adventure Place, Kempton, Illinois, USA, 2002. P. 24 — 27.
23.
По материалам: http://neutrino.mk.ua/roboti/proekt-chaarp-2
24.
По материалам: Grazyna Fosar, Franz Bludorf http://www.fosar-bludorf.com/archiv/ schum_eng.htm Transition to the age of
frequencies
25.
По материалам: http://gifakt.ru/archives/nauka/haarp— oruzhie-sudnogo-dnya/
26.
По материалам: http://niqnaq.wordpress.com /2010/09/23/haa.. .ica-tajikistan/
27.
По материалам: http://www.ifz.ru/
28.
По материалам: http://www.abovetopsecret.com/forum/ thread206138/pg1
29.
По материалам: http://rp.iszf.irk.ru/prengl/Radarwenglish.htm
30. Bayda S. New principles of the short-term forecast of time and place of occurrence of mega-catastrophes. Edited by Walter J. Amman,
Jordahna Haig, Christine Huovien, Martina Stocker Proceedings of the International Disaster Reduction Conference, Davos, Switzerland
august 27 September 1. Extended abstracts: - Swiss Federal Research Institute WSL, Birmensdorf and Davos, Switzerland, 2006. P. 62 — 65.
31. Байда С.Е. О некоторых подходах в прогнозировании времени и места катастроф. V-я Научно-практическая конференция
«Проблемы прогнозирования чрезвычайных ситуаций». 15 — 16 ноября 2005 г. Доклады и выступления. М.: ООО «Рекламноиздательская фирма «МТП-инвест», 2006, с. 295 — 305.
32. Байда С.Е. Предупреждение о времени и месте возникновения крупных землетрясений и мониторинг локальных геофизических
параметров. III научно-практическая конференция «Совершенствование гражданской обороны в Российской Федерации», 10
октября 2006 г., Москва, 2006, с. 5.
32. Байда С.Е. Глобализация современных мега-катаст- роф, особенности и тенденции. Материалы II-го Международного научного
конгресса «Глобалисти- ка-2011: пути к стратегической стабильности и проблема глобального управления», Москва, 18 — 22 мая
2011 г. / Под общей ред. И.И. Абылгазиева, И.В. Ильина. В 2-х томах. Т. 2. М.: МАКС-Пресс, 2011, с. 139 — 140.
33. Байда С.Е. Научно-методическое обеспечение ситуационных центров, необходимое для решения аналитических задач, связанных с
предупреждением и прогнозированием возникновения кризисных процессов и ЧС. Тезисы докладов XVI-й Международной научно-практической конференции по проблемам защиты населения и территорий от чрезвычайных ситуаций на тему: «Технологии
обеспечения комплексной безопасности, защиты населения и территорий от чрезвычайных ситуаций — проблемы, перспективы,
инновации», Москва, 17 — 19 мая 2011 г. М.: ФГУ ВНИИ ГОЧС (ФЦ) МЧС России, 2011, с. 38 — 39.
34. Байда С.Е. Закономерности взаимодействия и влияния космических и гелиогеофизических факторов на возникновение мегакатастроф и их использование для прогнозирования угроз и предупреждения бедствий. Технология гражданской безопасности.
Материалы заседания научно-координационного совета ФЦ НВТ, Том 6, 2009, № 3—4, с. 107 — 123.
35. Рвачев В.Л. Теория R-функций и некоторые еж приложения. Киев, «Наукова Думка», 1982, с. 5 — 12.
36. Bayda S. Globalization of modern mega disasters, their prevention and loss reduction. Proceedings of the Second International Conference
on Integrated Disaster Risk Management. Reframing Disasters and Reflecting on Risk Governance Deficits. University of Southern
California Los Angeles, California, July 14 — 16, 2011, P. 55.
косого компенсатора к
трубопроводам с помощью фланцевых фрикционно-подвижных болтовых демпфирующих
компенсаторов (ФПДК) с контролируемым натяжением, расположенных в длинных овальных
отверстиях по изобретению проф. дтн ПГУПС А.М.Уздина №№ 1143895, 1168755, 1174616, 165076,
2010136746, 887748 «Стыковое соединение растянутых элементов»
С научными
разработками инженеров организации «Сейсмофонд» при СПб ГАСУ по использованию
1. Журнал «Сельское строительство» № 9/95 стр.30 «Отвести опасность», А.И.Коваленко
2. Журнал «Жилищное строительство» № 4/95 стр.18 «Использование сейсмоизолирующего пояса для существующих зданий»,
А.И.Коваленко
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»,
74

75.

5. Российская газета от 26.07.95 стр.3 «Секреты сейсмостойкости». А.И.Коваленко
6. Российская газета от 03.06.95 «Аргументы против катастроф найдены», А.И.Коваленко
7. Российская газета от 11.06.95 «Землетрясение: предсказание на завтра», А.И.Коваленко
8. Газета «Грозненский рабочий» № 5 февраль 1996 «Честь мундира или сэкономленные миллиарды»,
9. «Голос Чеченской Республики» 1 февраль 1996 «Башни и баллы» А.И.Коваленко
10. Республика ЧР № 7 август 1995 «Удар невиданной звезды или через четыре года». А.И.Коваленко
11. «Грозненский рабочий» № 2 июнь 1995 «Грозному предрекают разрушительное землетрясение», А.И.Коваленко
12. Газета «Земля России» за октябрь 1998 стр. 3 «Уникальные технологии возведения фундаментов без заглубления – дом на грунте.
Строительство на пучинистых и просадочных грунтах»
13. Газета «Земля России» № 2 ( 26 ) стр. 2-3 « Предложение ученых общественной организации инженеров «Сейсмофонд» – Фонда
«Защита и безопасность городов» в области реформы ЖКХ.
14. Журнал «Жизнь и безопасность « № 3/96 стр. 290-294 «Землетрясение по графику» Ждут ли через четыре года планету «Земля
глобальные и разрушительные потрясения «звездотрясения» А.И.Коваленко, Е.И.Коваленко.
15. 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 19942004 гг. А.И.Коваленко и др. изданиях за рубежом
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 тел.118-8691.
Литература по испытанию косого компенсатора для трубопроводов , закрепленного с
помощью фланцевых фрикционно-подвижных болтовых демпфирующих компенсаторов (ФПДК) с
контролируемым натяжением, расположенных в длинных овальных отверстиях по изобретению
проф. дтн ПГУПС А.М.Уздина №№ 1143895, 1168755, 1174616, 165076, 2010136746, 887748 «Стыковое
соединение растянутых элементов» и рассчитанного в программе SCAD
1. Рекомендации по расчету, проектированию, изготовлению и монтажу фланцевых
соединений стальных строительных конструкций. М. , ЦБНТИ
Минмонтажспецстроя СССР, 1989, с. 53.
2. Грудев И. Д. Прочность фланцевых соединений элементов открытого профиля.
Болтовые и специальные монтажные соединения в стальных строительных
конструкциях. Международный коллоквиум. – 1989. – Труды. Т.2 – С. 7-13.
3. Фланцевые соединения. Расчет и проектирование. Бугов А. У. – Л.
Машиностроение, 1975. – с. 191.
4. Соскин А. Г. Особенности поведения и расчет болтов фланцевых соединений.
Болтовые и специальные монтажные соединения в стальных строительных
конструкциях. Международный коллоквиум. – 1989. – Труды. Т.2 – С. 24-31.
5. Каленов В. В, Соскин А. Г., Евдокимов В. В. Исследования и расчет усталостной
прочности фланцевых соединений растянутых элементов конструкций. Болтовые
и специальные монтажные соединения в стальных строительных конструкциях.
Международный коллоквиум. – 1989. – Труды. Т.2 – С. 41-17.
6. Проектирование металлических конструкций: Спец.курс. Учебное пособие для
вузов/ В. В. Бирюлев, И. И. Кошин, И. И. Крылов, А. В. Сильвестров. – Л.:
Стройиздат, 1990 – 432 с.
Список лабораторной литературы , которая использовалась при лабораторных испытаниях в СПб ГАСУ
крепления косого компенсатора к трубопроводам с помощью фланцевых фрикционно-подвижных
болтовых демпфирующих компенсаторов (ФПДК) с контролируемым натяжением, расположенных в
длинных овальных отверстиях по изобретению проф. дтн ПГУПС А.М.Уздина №№ 1143895, 1168755,
1174616, 165076, 2010136746, 887748 «Стыковое соединение растянутых элементов»
:
75

76.

1. Фалевич Б.Н,, Штритер К.Д. Проектирование каменных и крупнопанельных конструкций. -М.: Высшая школа,
1983. -192 с.
2. Неймарк Л.И., Котловой А.Т. Основные направления совершенствования конструктивных решений
сейсмостойких крупносборных зданий для северной зоны страны// Сб.: Конструкции сейсмостойких зданий для
Севера. -Л.: ЛенЗНИИЭП, 1979. 7-15.
3. Неймарк Л.И., Иоффе В.М. Стена многоэтажного сейсмостойкого здания/ А.с. Хо 1167289 СССР. МКИ
ЕО4Н9/02// Открытия. Изобретения. Промышленные образцы и товарные знаки. 1985, № 26, с.40.
4. Неймарк Л.И., Нудьга И.Б. и др. Многоэтажное сейсмостойкое крупнопанельное здание/ А.с. № 1189976 СССР.
МКИ ЕО4Н9/02// Открытия. Изобретения. Промышленные образцы и товарные знаки. 1985, № 41, с.ЗЗ.
5. Сндько И.Н, Основные направления совершенствования конструктивных систем полносборных жилых зданий в
северной зоне// Конструктивные системы полносборных домов для Севера: сб. научн. трудов. - Л., ЛенЗНИИЭП,
1984. - 3-12.
6. Александров А.В., Шапошников Н.Н. н др. Расчетная модель многоэтажного здания на основе метода конечных
элементов н некоторые результаты ее применения// Труды III Международного симпозиума. Публ. № 43, -М.:
ЦНИИЭПжилнща, 1976. 51-58.
7. Бидный Г.Р., Клованич Ф., Имас В.Г., Осадченко К.Д. Исследования нелинейного деформирования стен
бескаркасных жилых зданий методом конечных элементов// Работа конструкций жилых зданий из
крупноразмерных элементов. -М.: ЦНИИЭПжилнща, 1986. 68-75.
8. Ngo D., Scordelis А. Finite Element Analysis of R.C. Beams // ASI Journal, V Proceedings, 1967, vol.64, -pp.152-163.
9. Phillips D.V., Zienkiewicz O.C. Finite Element Nonlinear Analysis of Con- Crete Structures // The Institution of Civil
Engineers, 1976, vol.61, pp.59-88.
10. Mondkar D.P., Poweel G.H. Finite Element Analysis of Nonlinear Static and Dynamic Personse // International Journal
Numerical Methods in Engineering, 1977, vol.1 l,pp.499-520.
11. Owen D.R.J. "Finite Element Analysis of Reinforced and Prestressed Concrete Structures Including Thermal Loading"
// Computer Methods in Applied Mechanics and Engineering, 1983, vol.41, pp.323-366.
12. S.Stafford В., Girgis A. Simple analogous Frames for Schema Wall Analysis // Journal of Structural Engineering
ASCE, vol.110, №10, pp.2587-2595.
13. Айзенберг Я.М. Гайыров Б.К. Адаптация крупнопанельных здания с и «сухими» стыками к сейсмическим
воздействиям// Строительная механика и расчет сооружений. 1989, № 6. 36-39.
14. Рекомендации по применению программы «ПАРАД-ЕС» для расчета бескаркасных зданий на горизонтальные
нагрузки. - М.: ЦНРШЭПжилнща, 1979.-38 с.
15. Горачек Е., Лишак В.И. и др. Прочность и жесткость стыковых соединений панельных конструкций. -М. :
Строниздат, 1980. -192 с.
16. Дроздов П.Ф. Конструирование и расчет несущих систем зданий и их ^ элементов. - М.: Стройиздат, 1977. -224
с.
17. Махвиладзс Л.С. Сейсмостойкое крупнопанельное домостроение. -М.: Стройиздат, 1987.-221 с.
18. Ципенюк И.Ф., Гамбург Ю.А., Горбенко В.М. Экспериментальные исследования стыковых соедипе1П1Й
сейсмостойких крупнопанельных зданий// Конструкции жилых и общественных зданий в Средней Азии. Ташкент:
ТашЗНИИЭП, 1981. 44-59.
76

77.

19. Натре К.Н. Ein Bausystem fur Studenten - Wohnungen// Bundes Baublatt. 1975, №5,8.331-333.
20. Гельфанд Л.И. Эффективные конструкции стыков крупнопанельных сейсмостойких многоэтажных зданий//
Сейсмостойкое строительство, вып.8. -М.: ВНИИНТПИ, 1991. 15-20.
21. Гельфанд Л.И., Вашаломидзе Т.Д. Горизонтальные стыки сейсмостойких панельных зданий// Жилищное
строительство. 1986, №5. 22-24.
22. Неймарк Л.И., Котловой А.Т. и др. Стыковое соединение панелей и плит перекрытий// А.с. № 876898 СССР.
МКИ Е04В1/38// Открытия. Изобретения. Промышленные образцы и товарные знаки. 1981, № 40, с. 126.
23. Сухарева Н.А. Прочность платформенных стыков несущих панелей с сухими прокладками// Анализ причин
аварий строительных конструкций. -М.: Госстройиздат, 1968, вып.4. 56-69.
24. Егорова Э.Б. Горизонтальные сухие стыки крупнопанельных зданий в районах Севера// Сб.: Конструктивные
системы полносборных домов для Севера. -Л. : ЛенЗНИИЭП, 1984. 34-40.
25. Рекомендации по расчету и конструированию монолитных и панельных стен жнлых зданий для сейсмических
районов. - М.: ЦНИИЭПжилища, 1985.-101 с.
26. Ашкинадзе Г.Н., Симон Ю.А. Вибрационные испытания девятнэтажного крупнопанельного жилого дома в
Киш1Н1еве// Сб.: Работа конструкций жилых зданий из крупноразмерных элементов. - М.: Стройиздат, 1974. 7380.
27. Дабринян С, Мхитарян Л.А. Исследование колебаний жилых зданий с помощыо взрывов// Сейсмостойкое
строительство, вып.1, серЛ4. -М.: ВНИИИС, 1981.СЛ4-17.
28. Дарчиашвили В.Ж. Идентификация расчетной модели крупнопанельного дома с монолитным ядром жесткости
на основе натурных вибрационных испыта1П1Й// Автореф. днсс. ... канд.тсхп. наук. -М.: 1988. -23 с.
29. Курзанов A.M., Складпев Н.Н., Пшеннчко Л.П., Коротков В.М. Натурные исследования фрагмента
крупнопанельного здания на сборных сейсмон-золирующих фундаментах// Строительная механика и расчет
сооружений. 1989,Л'Ь6.С.56-58.
30. Экспериментально-теоретические исследования сейсмостойкости крупнопанельных домов серии 105// Отчет о
научно-исследовательской работе. -Л.: ЛенЗНИИЭП, 1991. -44 с. 'ч31. Морщихин И.И., Колесов Л.Л., Титов Л.П.
Моделирование несущих систем панельных зданий с адаптированной сейсмозащитой// Моделирование, расчет и
оптимизация с помощью ЭВМ конструктивных систем зданий и сооружений: Сб.тр./ЛенЗНИИЭП. -Л.: 1986. 44-51.
32. Яшнннн Ю.Г. Приближенный метод расчета сейсмостойких крупнопанельных зданий с «сухими» стыками. Дисс. ... канд. техн. паук / СПбЗНИПИ.-СПб: 1994.- 222 с.
33. Уздин A.M., Сандович Т.А., Апь-Насер Мохамед Самих Амин. Основы теории сейсмостойкости и
сейсмостойкого строительства зданий и сооружений. -СПб.: Изд-во ВНИИГ им.Б.Е.Веденеева, 1993.-176 с.
34. Айзенберг Я.М. Сейсмическая опасность в России и задачи строительной науки. -Экспресс-информация «Стрво и архитектура», серия «Сейсмостойкое строительство», вып.1. -М.: ВНИИНТПИ, 1995. - 4-8.
35. Лужин О.В. Анализ моделей затухания колебаний зда1П1Й, применяемых для расчета конструкций па
сейсмические воздействия. -Экспресс-информация «Стр-во и архитектура», серия «Сейсмостойкое
строительство», вып.1. -М.: ВНИИНТПИ, 1996. -С.29-34.
36. Долгая А.А. Оптимизация демпфирования сейсмоизолирующих фундаментов// Сейсмостойкое стр-во, 1998, №
2. -С. 12-16.
77

78.

37. Беспаев А.А. Сейсмодннамика стержневых конструкций. -Экспресс- информация «Стр-во и архитектура»,
серия «Сейслюстойкое строительство», ВЫП.5. -М.: ВНИИНТПИ, 1996. -С.48-54.
38. Килимник Л.Ш. Методы целенаправленного проектирования в сейсмическом строительстве. -М.: Наука, 1985.
39. Айзенберг Я.М. Сейсмонзоляцня зданий в России и СНГ// Сейсмостойкое стр-во, 1998, № 1.-С.23-26.
40. Черепинский Ю.Д. Расчетно-экспериментальное обоснование сейсмоизолирующих конструктивных систем//
Сейсмостойкое стр-во, 1998, № 5. -С.38-43.
41. Айзенберг ЯМ., Дроздюк В.Н., Смирнов В.И., Черепинский Ю.Д. Программа экспериментальных исследований
на Камчатке и практические приложения сейсмопзоляцпи в России и СНГ// Сейсмостойкое стр-во, 1999, №l.-C.4549.
42. Айзенберг Я.М., Бычков СИ. Эффективные системы сейсмоизоляцни: исследования, проектирование,
строительство// Сейсмостойкое стр-во. Безопасность сооружений, 2002, № 1. -С.31-37.
43. Айзенберг ЯМ. О концептуальных правилах повышения сейсмостойкости и живучести сооружений//
Сейсмостойкое стр-во. Безопасность сооружений, 2003, N2 3. -С.6-8.
44. Симидзу Кэнсэцу К.К. Заявка 49-43029 Япония. Сейсмостойкое здание. -Заявл. 12.07.67 № 42-44444; Опубл.
19.11.74, № 5-1076. МКИ E04h9/02; E04bl/36, НКИ 89/1/С1; 86/4/Ф6 УДК 624.159; 699.841 (088.8).
45. Шишканов Г.Ф. А.с. 156110 СССР Фундамент для зданий. -Заявл. 22.06.62. № 783654/29-14; Опубл. в Б.И.,
1963, №14 НКИ 84 с, 27/48.
46. Аубакиров А.Т., Ержанов СЕ. Анализ поведения систем на свайных фундаментах при воздействии реальных
акселерограмм// Исследования сейсмостойкости сооружений и конструкций: Алма-Ата, 1976. Труды Казахского
ПромстройНИИпроекта, вып. 8(18). - 64-72.
47. Ильичев В.А., Монголов Ю.В., Шаевич В.М. Свайные фундаменты в сейсмических районах. -М.: Стройнздат,
1983.
48. Исследование работы конструкций зданий на упругих опорах при воздействии типа сейсмических
(Великобритания, США).// Науч. техн. реф. сб. ЦИНИС Сер. 14. Сейсмостойкое строительство, 1978, вып.9. 17-20.
49. Skinner R.I., Robinson W.H., McVerry G.H. An Introduction to seismic isolation. DSIR Physical Sciences, Wellington
New Zealand. JOIiN \VILEY&SONS. 1993. -354 p.
50. Smith D. Rubber mounts insulate whole reactor from 0.6g earthquakes //Nucl. Eng. Int., 1977, vol.22, № 262, p.45-47.
51. Кочегаров Б.И. A.c. 289167 СССР. Свайный фундамент. -Заявл. 02.12.68. №1288148/29-14. Опубл. в Б.И.,
1971, №1, МКИ y02d 27/34 УДК 624.159.14(088.8).
52. Зеленьков Ф.Д. Предохранение зданий и сооружений от разрушения с помощью амортизатора. -М.: Наука,
1979. -52 с.
53. Корчннскнй И.Л. и др. А.с. 477227 СССР. Подвесное здание/ ЦНИ- ИПСК и ЦНИИЭП; -Заявл. 29.07.71.
№1691920/29-33. Опубл. 15.07.76 в Б.И., 1975, №26, МКИ У02Ь9/02 УДК 699.841.1 (088.8).
54. Назнн В.В. А.с. 344094 СССР. Фундамент сейсмостойкого здания. - Заявл. 08.05.70, N1437104/29-14; Опубл. в
Б.И., 1972, N21 МКИ E04h9/02, Е02(19/02 УД К 699.841 (088.8).
55. Соболев Г.Н., Чернышев Ю.Г. А.с. 573535 CCCPJ Фундамент сейсмостойкого здания. -Заявл.29.08.74 (21),
2057288/33; Опубл. 25.09.77 в Б.И., 1977, N35 МКИ E02d27/34, E04h9/02 УДК 624.159.14 (088.8).
78

79.

56. Нейбург Э.В. A.C.607890 СССР.. Фундамент сейсмостойкого зда1Н1я. -Заяв. 20.12.76. - Опубл. 25.05.78.
MKPLE02d 27/34.
57. Яременко В. Г., Василенко Е.М. Использование гравитационной системы сейсмоизоляции на качающихся
стойках в сложных грунтовых условиях. //Науч.-техн. реф. сб. ЦИНИС: Сер. 14. Сейсмостойкое строительство,
1980, вып. 3,с.4-7.
58. Черепинский Ю.Д., Жунусов Т.Ж., Горвиц И.Г. Активная сейсмоза- щита зданий и сооружений. Алма-Ата. КазНИИНТИ, 1985.
59. Назин В.В. Многоэтажное сейсмостойкое здание: А.с. N577287. Опубл. 25.10.77 в Б.И., 1977, N39 МКИ Е04Н
9/02 УД К 699.841: 624.159.14 (088.8).
60. Renault J., Richie M., Pavot B. Premiere application des appius antiseis- miques a friction,la centrale nuclcaire de
Kolberg.//Annales de I'inst'tut techique du batiment et des travaux publics. 1979. N371. 74 p.
61. Поляков СВ., Килимннк Л.Ш., Черкашин А.В. Современные методы сейсмозащиты зданий. -М.: Стройиздат,
1989. -320 с.
62. Чуднецов В.П., Солдатова Л.А. Фундамент сейсмостойкого здания. А.С. N746045 /Фрунз. политехи, ин-т.
Заявл.13.12.77 (21)255044/29-33; Опубл. 7.07.80, N80, МКИ E02d 27/34 УДК 624.159.14 (088.8).
63. ХучбарОБ З.Г. Сейсмоизоляция автодорожных мостов. -Фрунзе: Кир- гизИНТИ, 1986.-60С.
64. Чуднецов В. П. Сейсмостойкие конструкции опорных частей в мостах Науч. техн. реф. сб. ЦИНИС. Сер.
Сейсмостойкое строительство. 1980, №8.-С. 1-4.
65. Современное состояние теории сейсмостойкости и сейсмостойкие сооружения. (По материалам IV
международной конференции по сейсмостойкому строительству) /Под ред. Полякова СВ. -М.: Стройиздат, 1973. 280 с.
66. Голубков В.Н., Моргулнс Н.Л., Никитин В.Ф. Фундаменты из пирамидальных свай с промежуточной подушкой.
//Основания, фундаменты и механика грунтов, 1977, N5, с.26-28.
67. Чернышев Ю.Г. А.с. 1011844А СССР. Сейсмостойкое здание. Заяв. 29.12.81. Опубл. 15.04.83 МКИ E02d 27/34.
УДК 624.159.14 (088.8).
68. Адаптивные системы сейслп1ческой защиты сооружений / Я.М.Айзенберг, А.И.Нейман, А.Д.Абакаров,
М.М.Деглнна, Т.Л.Чачуа. -М.: Наука, 1978,-248 с.
69. Ненмарк Л.И., Нудьга И.Б., Айзенберг ЯМ. А.с. 767331 СССР. Многоэтажное сенсмостонкое здание /
ЛЕНЗНИЭП; -Заяв. 19.07.78 (21) 2646630/29-33; Опубл. 30.09.80 в Б.И., 1980, N36. МКИ E04h9/02 УДК 690.841
(088.8). .f
70. Robinson W., Greenbank L. An extrusion energy absorber suitable for the protection of structures during an
earthquake. //Int. Journal Earthquake Eng. and Struct. Dyn., 1976, vol.4, N3, p.251-259.
71. Патент. 3938625 США. Vibration damping device, especially for pro- V tecting pipelines from earthquakes /
Interatom, Internationale Atomreaktorbau Gm ЬН.-Заяв. 14.03.74, N451, 187, Опубл. 17.02.76, МКИ F16f 9/30.
72. Фудзнта коге К.К. Заявка. 52-7852 (Япония). Устройство для снятия вибрации, возникающей в здании. - Заяв.
23.1.73 N48 -9209; опубл. 4.03..1977 N5-197. МКИ Е04В 1/36, НКИ 86 (4) А6 УДК 624.15 (088.8).
73. Сапдович Т.А., Савинов О.А. и др. Сейсмостойкий фундамент. А.с СССР Л'о011789/ЛИИЖТ, ВШШГ. Заяв.
31.07.81. 3322925/29-33; опубл. 15.04.83 в Б.И., N14 МКИ E02d 27/34 УДК 624.159.14 (088.8).
79

80.

74. Михайлов Г.М., Жуков В.В. Использование упруго-фрикционных систем в сейсмостойком строительстве:
(Обзор)/ Сост. Г.М.Мнхайлов, В.В.Жуков. -М.: ЦНТИ по гражданскому строительству п архитектуре, 1975. -42 с.
75. Корчинский И.Л., Бородин Л.А., Остриков Г.М. Конструктивные мероприятия, обеспечивающие повышение
сохранности каркасов зданпй во время землетрясения. // Строительство и архитектура Узбекистана, 1977, №3.
76. Новиков В.Л., Остриков Г.М. Экспериментальные исследования свя- зевых панелей стальных сейсмостойких
каркасов, оснащенных кольцевыми энергопоглотителями. //Науч.-техн. реф. сб. ЦИНИС. Сер. 14. Сейсмостойкое
строительство, 1979, вып.П, с. 11-15.
77. Никитин А.А., Уздин A.M. Применение динамических гасителей колебаний для сенсмозащнты мостов.
//Экспресс-информация ВНИИИС. Сер. 14. Сейсмостойкое строительство, 1986. Вып.9. с.20-24.
78. Елизаров СВ., Луговая Е.В. Фундамент сейсмостойкого здания. Патент на полезную модель Х» 46517, заявка
2005103717/22 от 11.02.2005. Опубл. 10.07.2005 Бюл. Л'Ь 19.
79. ГОСТ 13770-86. Пружины винтовые цилиндрические обжатия и рас- тяжения II и III классов из стали круглого
поперечного сечения. - М.: Госкомитет СССР по стандартам, 1989. - 96 с.
80. Биргер И.А., Мавлютов P.P. Сопротивление материалов: Учебник. - М.: изд-во МАИ, 1994. -512 с.
81. Карпенко Н.И. Общие модели механики железобетона. - М.: Строй- нздат, 1996.-416 с.
82. Карпенко Н.И. Теория деформирования железобетона с трещинами. - М.: Стройиздат. 1976. - 208 с.
83. Карпенко Н.И. К построению общей ортотропной модели деформирования бетона// Строительная механика и
расчет сооружений, 1987, №2. — 31-36.
84. Здоренко B.C. Развитие численных методов исследования прочности н устойчивости конструкщ1Й: Дис.. . д-ра
техн. наук/ КИСИ. Киев, 1977. -302 с.
85. Балан ТА. Модель деформирования бетона при кратковременном на- гружении// Строительная механика и
расчет сооружений, 1986, №4. -С.32-36.
86. Robins P.I., Kong F.K. Modified finite element method applied to RG deep beans// Civil engineering and public works
review. - 1973. - N11. - Pp. 1061-1072.
87. Cedolin Т., Mulas M.G. Una legge contitutiva secante ed esplicita per il caisestruzzo in statipiani di tensions// Studi E
Ricerche. - 1981. - Vol.3. -Pp. 75-105.
88. Ильюшин A.A. Пластичность. - М.-Л.: Гостехиздат, 1948. - 327c.
89. Гениев Г.А., Киссюк В.Н. К вопросу обобщения теории проч1Юсти бетона// Бетон и железобетон. 1965, Л'Ь2. С. 15-17.
90. Гениев Г.А. Вариант деформационной теории пластичности бетона// Бетон и железобетон. 1969, №2. 21-24.
91. Гениев Г.Л., Киссюк В.Н., Тюпип Г.А. Теория пластичности бетона н железобетона. - М.: Стройнздат, 1974. 316 с.
92. Гениев Г.А., Киссюк В.Н., Левин Н.И., Никонова Г.А. Прочность легких и ячеистых бетонов при сложных
напряженных состояниях. - М.: Стройнздат, 1978. - 166 с.
93. Козачевский А.И. Модификация деформационной теории пла- V стичности бетона и плоское напряженное
состоя1П1е железобетона с трещи-нами//Строительная механика и расчет сооружений, 1983, №4. - 12-16.
80

81.

94. Кричевский А.П. Прочность н деформации тяжелого бетона в условиях плоского напряженного состояния с
учетом температурных воздействий// Известия вузов. Серия «Строительство и архитектура», 1985, № 1. 6-11.
95. Круглов В.М, Нелинейные соотношения и критерии прочности бетона в трехосном напряженном состоянии//
Строительная механика и расчет сооружений, 1987, № 1. 40-48.
96. Яшин А.В. Критерии прочности и деформирования при простом на- гружении для различных видов
напряженного состояния// Расчет и конструирование железобето1П1ых конструкций: сб. научных трудов./ Под
ред. А.А. Гвоздева. -М.: Стройнздат, 1977. 48-57.
97. Palaniswamy R., Saah S.F. Fracture and stress-strain relationship of concrete under triaxial compression// Journal of
the structural division Proceeding of •: the ASCE. -1974, vol. 100. - No. ST5, May. - Pp. 901-916.
98. Gerstle K.H. et al. Strength of concrete under multiaxial stress states/ In- tern, symp. on concrete structures. Mexico
City, Oct, 1976. - Detroit ACIPubl., 1978.-Pp. 103-131.
99. Лейтес E.C. Вариант теории пластического течения бетона/ Строительная механика и расчет сооруже1тн. 1978. - № 3. - с, 34 37.
100. Лсхницкий Г. Теория упругости анизотропного тела. Изд. 2-е. - М.: Наука, 1977.-416 с.
101. Ватутин А., Нирепбург Р.К. Приближенная зависимость между уп- pyniNHi константами горных пород и
параметры анизотропии// Физико-технические проблемы разработки полезных ископаемых, т.7,1972, № 1. 7-11.
102. Васильев В.В. Механика конструкций нз композиционных материалов, - М.: Машиностроение, 1988. - 272 с.
103. Болотин В.В., Новичков Ю.Н. Механика многослойных конструкций. - М.: Машиностроение, 1990. - 375 с.
104. Елизаров СВ. Механика деформирования и разрушения слоистых композитов и некоторые новые области их
применения. - СПб.: ПГУПС, 2000.-242 с.
105. Мурашев В.И, Трещнноустойчнвость, жесткость и прочность железобетона (основы сопротивления
железобетона). -М.: Машстройиздат, 1950. — 268 с.
106. Банков В.Н., Сигалов Э.Е, Железобетонные конструкции. Общин курс. -Изд. 2-е, переработанное и
дополненное. - М.: Строниздат, 1977. — 783 с.
107. Егорова Э.Б, Горизонтальные стыки на сухих прокладках для крупнопанельных зданий// Исследования
прочности и деформативпости крупнопанельных и каменных конструкций: сб. статей -М.: ЦНИИСК, 1988. 77-84.
108. Егорова Э.Б., Суворов Ю.Н. Исследование сдвиговых характеристик сухих стыков на крупномасштабных
моделях// Теоретические и экспериментальные исследования строительных конструкций: сб. статей. -Л:
ЛенЗНИИ-ЭП, 1987.С.58-62.
109. Егорова Э.Б. Горизонтальные сухие стыки крупнопанельных зданий в районах Севера// Конструктивные
системы полносборных домов для Севера: сб. статей. - Л.: ЛенЗНИИЭП, 1984. 34-40.
110. Будовский Ф.Ю., Егорова Э.Б., Суворов Ю.Н. Исследование работы комбинированных горизонтальных
стыков крупнопанельных зданий// Конструктивные системы полносборных домов для Севера: сб. статен. -Л.:
ЛенЗНИИЭП, 1984. 41-50.
111. Пособие по проектированию жилых зданий. Вып. 3: Конструкции жилых зданий (к СНиП 2.08.01-85).- Л.:
Стройиздат, 1989. - 303 с.
112. Залнгер Р. Железобетон, его расчет и проектирование. - Пер. с немецкого. - Изд. 5-с.- М.: ГНТИ, 1931. - 671 с.
81

82.

113. Свешников Л.Л, Прикладные методы теории случайных функций. Изд. 2-е, перераб. и дополп. - М . : Наука,
1968.
114. Болотин В.В. Статистическая теория сейсмостойкости сооруже- ний//Изв. АН СССР, ОТН. MexainiKa и
машиностроение, 1959, № 4 . — С 123-129.
115. Болотин В.В. Применение статистических методов для оценки прочности конструкций при сейсмических
воздействиях. — Инженерный сборник, т. 27. - М.: Изд-во АН СССР, 1960. - С 55-65.
116. Болотин В.В. Статистические методы в строительной механике. — М.: Госстройиздат, 1961. - 202 с.
117. Болотин В.В, Статистические методы в строительной механике. — М.: Госстройиздат, 1965.-279 с.
118. Болотин В.В. Статистическое моделирование в расчетах на сейсмостойкость. — Строительная механика и
расчет сооружений. 1981, № 1. — С 60-64.
119. Болотин В.В., Радин В.П., Трифонов О.В., Чирков В.П. Влияние спектрального состава сейсмического
воздействия на динамическую реакцию конструкций. — Известия РАН, Механика твердого тела. 1999, № 3. — С
150-158.
120. Айзенберг Я.М. Сооружения с выключающимися связями дл сейсмических районов. — М.: Стройиздат, 1976.
— 229 с.
121. Барштейн М.Ф. Приложение вероятностных методов к расчету сооружений на сейсмические воздействия. —
Строительная механика и расчет сооружений, 1960, № 2. - С 6-14. (J
122. Алпфсланов H.A. Влияние грунтовых условий на расчетные пара- С»* метры сейсмических
воздействий./Бюлл. по инженерной сейсмологии, 1970, Л'Ь7.-С.47-51.
123. Быков В.В. Цифровое моделирование в статистической радиотехнике.-М.: Советское радио, 1971.-328 с.
124. Киселев В.А. Строительная механика: Специальный курс (динамика и устойчивость конструкций). Изд. 2-е,
испр. и доп. -М. : Стройиздат, 1969. — 430 с. ( 167
ЛИТЕРАТУРЫ по маятниковой сейсмоизоляции для трубопроводов с косым
демпфирующим компенсатором к трубопроводам с помощью фланцевых фрикционно-подвижных
болтовых демпфирующих компенсаторов (ФПДК) с контролируемым натяжением, расположенных в
длинных овальных отверстиях по изобретению проф. дтн ПГУПС А.М.Уздина №№ 1143895, 1168755,
1174616, 165076, 2010136746, 887748 «Стыковое соединение растянутых элементов»
1. MSK-64. Шкала сейсмической интенсивности MSK. 1964.
2. Межгосударственный стандарт. ГОСТ 30546.1-98 «Общие требования к машинам,
приборам и другим техническим изделиям и методы расчета их сложных конструкций
в части сейсмостойкости».
3. СНиП
2.03.01-84*.
«Бетонные
и
железобетонные
конструкции.
Нормы
проектирования».
4. Я.М. Айзенберг, Р.Т. Акбиев, В.И. Смирнов, М.Ж. Чубаков. «Динамические испытания
82

83.

и сейсмостойкость навесных фасадных систем». Ж. «Сейсмостойкое строительство.
Безопасность сооружений» №1, 2008г. стр. 13-15.
5. Назаров А.Г., С.С. Дарбинян. Шкала для определения интенсивности сильных
землетрясений на количественной основе. // В. кн.: Сейсмическая шкала и методы
измерения
сейсмической
интенсивности.
Академия
наук
СССР.
Междуведомственный совет по сейсмологии и сейсмостойкому строительству
(МСССС) при президиуме АН СССР. М.: Наука, 1975.
6. Методические рекомендации по инженерному анализу последствий землетрясений.
ЦНИИСК им. В.А.Кучеренко ГОССТРОЯ СССР. – М., 1980, 62 с.
7. Отчет по результатам натурных испытаний фрагментов навесных вентилируемых
фасадов «ДИАТ». ЦНИИСК им. В.А.Кучеренко-М., 2007.
8. Поляков С.В., «Сейсмостойкие конструкции зданий», Изд. «Высшая школа», М.,
1969г., 335 с.
9. Корчинский И.Л. и др., «Сейсмостойкое строительство зданий», Изд. «Высшая
школа», М., 1971г., 319 с.
Карапетян Б.К. «Колебание сооружений, возведенных в Армении», Изд. «Айостан»,
Ереван, 1967
РОССИЙСКАЯ ФЕДЕРАЦИЯ
(19)
RU
2367917
(11)
(13)
(51) МПК
G01L5/24 (2006.01)
ФЕДЕРАЛЬНАЯ СЛУЖБА
ПО ИНТЕЛЛЕКТУАЛЬНОЙ
СОБСТВЕННОСТИ,
ПАТЕНТАМ И ТОВАРНЫМ ЗНАКАМ
(12)
ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ К ПАТЕНТУ
Статус: по данным на 27.09.2013 - прекратил действие
Пошлина:
(21), (22) Заявка: 2008113689/28, 07.04.2008
(24) Дата начала отсчета срока действия патента:
(72) Автор(ы):
Устинов Виталий Валентинович (RU)
83
C1

84.

07.04.2008
(45) Опубликовано: 20.09.2009
(73) Патентообладатель(и):
ЗАКРЫТОЕ АКЦИОНЕРНОЕ ОБЩЕСТВО "ИНГЕРСОЛЛ-РЭНД СиАйЭс" (R
(56) Список документов, цитированных в отчете о
поиске: RU 2296964 C1 10.04.2007. SU 1580188 A1
23.07.1990. RU 2066265 C1 10.09.1996. RU 2025270 C1
30.12.1994. SU 1752536 A1 07.08.1992. RU 2148805 C1
10.05.2000.
Адрес для переписки:
606100, Нижегородская обл., г. Павлово, ул.
Чапаева, 43, корп.3, ЗАО "Ингерсолл-Рэнд СиАйЭс"
(54) СПОСОБ ИЗМЕРЕНИЯ КРУТЯЩЕГО МОМЕНТА ЗАТЯЖКИ РЕЗЬБОВЫХ СОЕДИНЕНИЙ И
ДИНАМОМЕТРИЧЕСКИЙ КЛЮЧ ДЛЯ ЕГО ОСУЩЕСТВЛЕНИЯ
(57) Реферат:
Изобретение относится к измерительной технике и может быть использовано для контроля крутящего момента затяжки резьбовых
соединений. Способ заключается в приложении к затянутому резьбовому соединению крутящего момента, перевода резьбового
соединения из состояния покоя в состояние движения, повороте на заданный угол, не превышающий 2-4°, и измерении крутящего
момента при достижении углом поворота заданного значения. При этом производится дополнительный поворот на такой же угол с
измерением крутящего момента при достижении углом поворота заданного значения, а крутящий момент затяжки определяют как
разность удвоенного значения крутящего момента при первоначальном повороте на заданный угол и значения крутящего момента
при дополнительном повороте на заданный угол. Устройство содержит датчик момента, подключенный ко входу усилителя, выходом
соединенного со входом аналого-цифрового преобразователя, первый и второй регистр памяти, счетчик импульсов, дешифратор,
блок вычислений, цифровой индикатор и элемент ИЛИ. Технический результат заключается в повышении точности контроля
крутящего момента затяжки. 2 н.п. ф-лы, 3 ил
.
Изобретение относится к измерительной технике и может быть использовано для контроля крутящего момента затяжки резьбовых
соединений.
Известен способ измерения крутящего момента затяжки резьбовых соединений заключающийся в приложении к затянутому
резьбовому соединению крутящего момента, перевод резьбового соединения из состояния покоя в состояние движения, поворот на
заданный угол, не превышающий 2+4°, и измерение крутящего момента при достижении углом поворота заданного значения (см.
а.с
1500881, опубл. 15.08.89 г.).
Однако использование этого способа не позволяет точно определять крутящий момент затяжки, так как измеряется крутящий момент,
соответствующий повороту резьбового соединения на дополнительный угол, поэтому возникает погрешность в измерении крутящего
момента затяжки.
Технический результат изобретения повышение точности контроля крутящего момента затяжки.
Поставленный технический результат достигается тем, что согласно способу измерения крутящего момента затяжки,
заключающемуся в приложении к затянутому резьбовому соединению крутящего момента, переводе резьбового соединения из
состояния покоя в состояние движения, повороте на заданный угол, не превышающий 2÷4°, и измерении крутящего момента при
достижении углом поворота заданного значения, производится дополнительный поворот на такой же угол с измерением крутящего
момента при достижении углом поворота заданного значения, а крутящий момент затяжки определяют как разность удвоенного
значения крутящего момента при первоначальном повороте на заданный угол и значения крутящего момента при дополнительном
повороте на заданный угол.
84

85.

Известен динамометрический ключ, содержащий датчик момента, подключенный ко входу усилителя, выходом соединенного со
входом аналого-цифрового преобразователя, и первый регистр памяти (см. патент RU
2296964 от 10.04.2007 г.).
Недостатком указанного ключа является недостаточно высокая точность измерения крутящего момента затяжки резьбовых
соединений.
Технический результат изобретения - повышение точности измерения крутящего момента затяжки резьбовых соединений.
Поставленный технический результат достигается тем, что динамометрический ключ, содержащий датчик момента, подключенный ко
входу усилителя, выходом соединенного со входом аналого-цифрового преобразователя, и первый регистр памяти снабжен датчиком
угла поворота, вторым регистром памяти, счетчиком импульсов, дешифратором, блоком вычислений, цифровым индикатором и
элементом ИЛИ, выходом подключенным ко входу первого индикатора, выход датчика угла подключен к счетному входу счетчика
импульсов, выходами соединенного со входами дешифратора, информационные выходы аналого-цифрового преобразователя
соединены с соответствующими информационными входами первого и второго регистров памяти, информационными выходами
подключенных к соответствующим информационным входам блока вычислений, информационными выходами подключенного ко
входам цифрового индикатора, первый выход дешифратора подключен ко входу «Запись» первого регистра памяти, второй выход
дешифратора подключен ко входу «Запись» второго регистра памяти, нулевой и первый выходы дешифратора подключены ко входам
элемента ИЛИ, второй выход дешифратора подключен ко входу «Вычисление» блока вычислений и входу второго элемента
индикации, а установочные входы регистров памяти и счетчика импульсов через кнопку управления подключены к шине «Напряжение
логической единицы».
На фиг.1 приведен график зависимости крутящего момента от угла поворота гайки при затяжке резьбового соединения.
На фиг.3 приведена блок схема динамометрического ключа.
На фиг.2 - общий вид динамометрического ключа.
Динамометрический ключ содержит датчик 1 момента, датчик 2 угла поворота, датчик 1 момента через усилитель 3 подключен ко
входу аналого-цифрового преобразователя 4, первый и второй регистры 5 и 6 памяти, счетчик 7 импульсов, дешифратор 8, блок 9
вычислений, цифровой индикатор 10 и элемент 11 ИЛИ, выходом подключенный ко входу первого индикатора 12, выход датчика 2
угла поворота подключен к счетному входу счетчика 7 импульсов, выходами соединенного со входами дешифратора 8,
информационные выходы аналого-цифрового преобразователя 4 соединены с соответствующими информационными входами
первого и второго регистров 5 и 6 памяти, информационными выходами подключенных к соответствующим информационным входам
блока 9 вычислений, информационными выходами подключенного ко входам цифрового индикатора 10, первый выход дешифратора
8 подключен ко входу «Запись» первого регистра 5 памяти, второй выход дешифратора 8 подключен ко входу «Запись» второго
регистра 6 памяти, нулевой и первый выходы дешифратора 8 подключены ко входам элемента 11 ИЛИ, второй выход дешифратора 8
подключен ко входу «Вычисление» блока 9 вычислений и входу второго элемента 13 индикации, а установочные входы регистров 5 и
6 памяти и счетчика 7 импульсов через кнопку управления 14 подключены к шине 15 «Напряжение логической единицы».
Способ измерения крутящего момента затяжки осуществляется следующим образом. На резьбовое соединение надевают ключевую
головку динамометрического ключа (не указана) и производят поворот резьбового соединения. При достижении углом поворота
установленного значения 2÷4° производится измерение крутящего момента. Затем производят дополнительный поворот на тот же
угол, при достижении углом установленного значения производят повторное измерение крутящего момента.
Так как затяжка резьбовых соединений осуществляется в пределах упругих деформаций, то зависимость момента на ключе от угла
поворота имеет линейную зависимость, поэтому зная значения момента в двух точках, можно рассчитать значение крутящего
момента затяжки как разность удвоенного значения крутящего момента при первоначальном повороте на заданный угол и значения
крутящего момента при дополнительном повороте на заданный угол.
Динамометрический ключ работает следующим образом.
Ключевой головкой (не указана) ключ устанавливают на резьбовое соединение (не указано) и нажимают кнопку 14 управления. При
этом осуществляется сброс содержимого регистров 5 и 6 памяти и установка счетчика 7 в нулевое состояние.
Это приводит к появлению напряжения логической единицы на нулевом выходе дешифратора 8, на выходе элемента 11 ИЛИ также
появляется напряжение логической единицы, которое поступает на вход первого элемента 12 индикации.
85

86.

Элемент 12 индикации загорается, чем осуществляется индикация о начале измерения.
Затем к резьбовому соединению прикладывают крутящий момент и переводят резьбовое соединение из состояния покоя в состояние
движения и осуществляют его поворот.
При этом на выходе датчика 1 момента появляется напряжение, величина которого пропорциональна величине приложенного
крутящего момента. Это напряжение через усилитель 3 поступает на вход аналого-цифрового преобразователя 4, который
осуществляет преобразование напряжения, пропорционального моменту, в цифровой код. Цифровой код с выходов аналогоцифрового преобразователя 4 поступает на входы регистров 5 и 6 памяти.
Когда при повороте резьбового соединения угол поворота достигнет установленного значения в пределах 2÷4°, на выходе датчика 2
угла появится импульс, который поступает на счетный вход счетчика 7 импульсов.
При этом на нулевом выходе дешифратора 8 напряжение логической единицы пропадает и оно появляется на первом выходе
дешифратора 8.
Передним фронтом этого импульса осуществляется запись в память кода на его входах, соответствующего величине крутящего
момента при первоначальном угле поворота.
При дальнейшем повороте резьбового соединения на выходе датчика 2 угла вновь появится импульс, когда резьбовое соединение
повернется на такой же угол, что при первоначальном повороте. При этом счетчик 7 импульсов установится в следующее состояние,
на втором выходе дешифратора появится напряжение логической единицы, которым осуществляется запись в память второго
регистра 6 памяти кода, соответствующего крутящему моменту при повороте резьбового соединения на дополнительный угол.
Цифровой код с выходов регистров 5 и 6 памяти поступает на входы блока 9 вычислений.
При появлении на втором выходе дешифратора 8 напряжения логической единицы блок 9 осуществляет вычисление, при котором на
его выходе появляется код, соответствующий значению разности удвоенного значения крутящего момента при первоначальном
повороте на заданный угол и значения крутящего момента при дополнительном повороте на заданный угол. Код с выходов блока 9
вычислений поступает на входы цифрового индикатора, которым осуществляется индикация вычисленной величины крутящего
момента.
Так как напряжение логической единицы отсутствует на первом выходе дешифратора 8, то индикатор 12 гаснет, чем осуществляется
индикация о том, что измерение крутящего момента закончено.
При появлении напряжения на втором выходе дешифратора 8 загорается индикатор 13, который сигнализирует о том, что можно
считывать результат измерения.
Измерение крутящего момента затяжки закончено и ключ снимают с проверенного резьбового соединения.
Введение в динамометрический ключ, содержащий датчик момента, подключенный ко входу усилителя, выходом соединенного со
входом аналого-цифрового преобразователя, и первый регистр памяти, датчика угла поворота, второго регистра памяти, счетчика
импульсов, дешифратора, блока вычислений, цифрового индикатора и элемента ИЛИ, выходом подключенного ко входу первого
индикатора, при этом выход датчика угла поворота подключен к счетному входу счетчика импульсов, выходами соединенного со
входами дешифратора, информационные выходы аналого-цифрового преобразователя соединены с соответствующими
информационными входами первого и второго регистров памяти, информационными выходами подключенных к соответствующим
информационным входам блока вычислений, информационными выходами подключенного ко входам цифрового индикатора, первый
выход дешифратора подключен ко входу «Запись» первого регистра памяти, второй выход дешифратора подключен ко входу
«Запись» второго регистра памяти, нулевой и первый выходы дешифратора подключены ко входам элемента ИЛИ, второй выход
дешифратора подключен ко входу «Вычисление» блока вычислений и входу второго элемента индикации, а установочные входы
регистров памяти и счетчика импульсов через кнопку управления подключены к шине «Напряжение логической единицы», позволило
повысить точность измерения крутящего момента затяжки резьбовых соединений, так как величину момента затяжки вычисляют по
результатам измерения крутящего момента в двух точках, отстоящих друг от друга на один и тот же угол поворота, составляющий
величину 2÷4°.
Формула изобретения
1. Способ измерения крутящего момента затяжки резьбовых соединений, заключающийся в приложении к
86

87.

затянутому резьбовому соединению крутящего момента, переводе резьбового соединения из состояния
покоя в состояние движения, повороте на заданный угол, не превышающий 2÷4°, и измерении крутящего
момента при достижении углом поворота заданного значения, отличающийся тем, что производят
дополнительный поворот на такой же угол с измерением крутящего момента при достижении углом
поворота заданного значения, а крутящий момент затяжки определяют как разность удвоенного значения
крутящего момента при первоначальном повороте на заданный угол и значения крутящего момента при
дополнительном повороте на заданный угол.
2. Динамометрический ключ, содержащий датчик момента, подключенный ко входу усилителя, выходом
соединенного со входом аналого-цифрового преобразователя, и первый регистр памяти, отличающийся тем,
что динамометрический ключ снабжен датчиком угла поворота, вторым регистром памяти, счетчиком
импульсов, дешифратором, блоком вычислений, цифровым индикатором и элементом «ИЛИ», выходом
подключенным ко входу первого индикатора, выход датчика угла подключен к счетному входу счетчика
импульсов, выходами соединенного со входами дешифратора, информационные выходы аналогоцифрового преобразователя соединены с соответствующими информационными входами первого и второго
регистров памяти, информационными выходами подключенных к соответствующим информационным
входам блока вычислений, информационными выходами подключенного ко входам цифрового индикатора,
первый выход дешифратора подключен ко входу «Запись» первого регистра памяти, второй выход
дешифратора подключен ко входу «Запись» второго регистра памяти, нулевой и первый выходы
дешифратора подключены ко входам элемента «ИЛИ», второй выход дишифратора подключен ко входу
«Вычисление» блока вычислений и входу второго элемента индикации, а установочные входы регистров
памяти и счетчика импульсов через кнопку управления подключены к шине «Напряжение логической
единицы».
РИСУНКИ
87

88.

88

89.

89

90.

90

91.

91

92.

92

93.

93

94.

Рис 4 Сейсмостойкая фрикционно- демпфирующая опора
94

95.

95

96.

96

97.

97

98.

98

99.

99

100.

100

101.

Restraint anti-wind and antiseismic friction damping device
Ссылка на эту страницу
TW201400676 (A) - Restraint anti-wind and antiseismic friction damping device
Изобретатель(и):
CHANGCHIEN JIA-SHANG [TW] +
Заявитель(и):
CHANGCHIEN JIA-SHANG [TW] +
Индекс(ы) по
классификации:
Номер заявки:
- международной (МПК): E04B1/98; F16F15/10
- cooperative:
TW20120121816 20120618
101

102.

Номера приоритетных
TW20120121816 20120618
документов:
TW201400676 (A) ― 2014-01-01
102

103.

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

104.

0676 (A)
Перевести этот текст Tooltip
The present invention relates to a restraint anti-wind and anti-seismic friction
damping device, which comprises main axial base, supporting cushion block, a
plurality of frictional damping segments, and a plurality of outer covering plates.
The main axial base is radially protruded with plural wings from the axial center
thereof to the external. Those wings are provided with a longitudinal trench,
respectively. The supporting cushion block is arranged between every two wings.
The friction damping segments are fitted between the wing and the supporting
cushion block. The outer covering plates are arranged in an orientation
perpendicular to the protruding direction of the wing at the outmost of the overall
device. Besides, a locking element passes through and securely lock the two outer
covering plates relative to each other; in the meantime, m the locking element may
pass through one supporting cushion block, one friction damping segment, the
longitudinal trench of one wing, the other friction damping segment and the other
supporting cushion block in sequence. The main axial base and those outer
covering plates can be fixed to two adjacent constructions at one end thereof,
respectively. As a result, as wind force or force of vibration is exerted on the two
constructions to allow the main axial base and the outer covering plates to
relatively displace, plural sliding friction interfaces may be generated by the friction
damping segments fitted on both sides of each wing so as to substantially increase
the designed capacity of the damping device.
104

105.

105

106.

106

107.

107

108.

108

109.

109

110.

110

111.

111

112.

112

113.

113

114.

114

115.

115

116.

116

117.

117

118.

118

119.

119

120.

120

121.

121

122.

122

123.

123

124.

124

125.

125

126.

126

127.

127

128.

128

129.

129

130.

130

131.

131

132.

132

133.

133

134.

134

135.

135

136.

136

137.

137

138.

138

139.

139

140.

140

141.

141

142.

142

143.

143

144.

144

145.

145

146.

146

147.

147

148.

148

149.

149

150.

150

151.

151

152.

152

153.

153

154.

154

155.

155

156.

156

157.

157

158.

158

159.

159

160.

Рис. Демпфирующая подвеска для шарового крана, уложенная на неуплотненный крупнозернистый керамзит с
прослойками из дорожной ткани дарнит (3-4слоя, расстояние между слоями 10-15 см), (альбом "Изделия и
детали трубопроводов для тепловых сетей, подвески жесткие и пружинные трубопроводов", РЧ,серия 5.903-13,
вып.6-95, АООТ "Севзапэнергомонтажпроект"(сайт http://dwg.ru)), на основе рекомендаций: ОСТ -34-10-757-97,
ОСТ 36-72-82, СТО 0041-2004, МДС 53-1.2001, РТМ 24. 038.12-72 для сейсмоопасных районов с сейсмичностью
до и более 9 баллов на основе рекомендаций: ОСТ -34-10-757-97, ОСТ 36-72-82, СТО 0041-2004, МДС 531.2001, РТМ 24. 038.12-72, ГОСТ Р 50073-92 , ГОСТ 25756-83, ТУ 5.551-19729-88, ТР 101-07, ГОСТ Р 54475-2011.
160

161.

.
161

162.

162

163.

163

164.

164

165.

165

166.

166

167.

167

168.

168

169.

169

170.

170

171.

171

172.

172

173.

173

174.

174

175.

175

176.

176

177.

177

178.

178

179.

179

180.

180

181.

181

182.

182

183.

183

184.

184

185.

185

186.

186

187.

187

188.

Научные консультанты , которые поддержали и одобрили на Седьмых Савиновских чтениях организацию
«Сейсмофонд» при СПб ГАСУ о технических решениях в области использования для специальных
технических условий для обеспечения сейсмостойкости, сейсмоустойчивости задвижек компактных
стальных Ду 15...50 мм, Ру до 16 МПа, изготавливаемых в соответствии с техническими условиями
ЛШТИ.491614.001 ТУ, предназначенными для сейсмоопасных районов с сейсмичностью более 9
баллов, согласно ГОСТ 5762-2002 «Арматура трубопроводная промышленная» с номинальным
давлением не более PN 250, с креплением косого компенсатора к трубопроводам с помощью
фланцевых фрикционно-подвижных болтовых демпфирующих компенсаторов (ФПДК) с
контролируемым натяжением, расположенных в длинных овальных отверстиях по изобретению
проф. дтн ПГУП А.М.Уздина №№ 1143895, 1168755, 1174616, 165076, 2010136746, 887748 «Стыковое
соединение растянутых элементов» с энергопоглощающими элементами проходившей в ПГУПС (ЛИИЖТ) с
1-4 июля 2014
Научный консультант д.т.н., проф. ПГУПС, т. (812) 457-89-25, (921)7883364
Уздин А.М
Научный консультант ктн, группа ВИПС факс: (812) 380-25-21, 380-25-21
Научный консультант дтн, проф.РААСН т.(499)267-40-79, +38 044 249 71 91(93)
Нудьга И.Б
Перельмутер А .В
Научный консультант зав лабораторией Инженерной сейсмологии , д геолог -минералог . наук 744020,
Туркменистан, Ашхабад Сад Кеши, 4 т/ф 993 (12) 344834, тел. 933 (12) 34 34 00, моб 8 (64) 05 79 01
Эсенов Эмиль Махтумович
Научный консультант дтн, проф, ООО НПФ "Строй-Динамика" тел (812)275-88-48, 434-12-13, факс: (812) 57665-85 моб: (921) 963-66-64, 197706, СПб ,г.Сестрорецск,ул. Полевая, д 5
Беляев В С
2 148805 РОССИЙСКАЯ ФЕДЕРАЦИЯ
(19)
RU
(11)
2 148 805
(13)
C1
(51) МПК
G01L 5/24 (2000.01)
ФЕДЕРАЛЬНАЯ СЛУЖБА
ПО ИНТЕЛЛЕКТУАЛЬНОЙ СОБСТВЕННОСТИ,
ПАТЕНТАМ И ТОВАРНЫМ ЗНАКАМ
(12) ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ К ПАТЕНТУ
Статус: не действует (последнее изменение статуса: 19.09.2011)
Пошлина:учтена за 3 год с 27.11.1999 по 26.11.2000
(21)(22) Заявка: 97120444/28, 26.11.1997
(24) Дата начала отсчета срока действия патента:
26.11.1997
(45) Опубликовано: 10.05.2000 Бюл. № 13
(56) Список документов, цитированных в отчете о поиске: Чесноков А.С.,
188
(71) Заявитель(и):
Рабер Лев Матвеевич
(UA),
Кондратов Валерий
Владимирович (RU),
Хусид Раиса Григорьевна
(RU),
Миролюбов Юрий

189.

Княжев А.Ф. Сдвигоустойчивые соединения на высокопрочных болтах. Павлович (RU)
- М.: Стройиздат, 1974, с.73-77. SU 763707 A, 15.09.80. SU 993062 A,
(72) Автор(ы):
30.01.83. EP 0170068 A'', 05.02.86.
Рабер Лев Матвеевич
Адрес для переписки:
(UA),
190031, Санкт-Петербург, Фонтанка 113, НИИ мостов
Кондратов В.В.(RU),
Хусид Р.Г.(RU),
Миролюбов Ю.П.(RU)
(73) Патентообладатель(и):
Рабер Лев Матвеевич
(UA),
Кондратов Валерий
Владимирович (RU),
Хусид Раиса Григорьевна
(RU),
Миролюбов Юрий
Павлович (RU)
(54) СПОСОБ ОПРЕДЕЛЕНИЯ КОЭФФИЦИЕНТА ЗАКРУЧИВАНИЯ РЕЗЬБОВОГО
СОЕДИНЕНИЯ
(57) Реферат:
Изобретение относится к области мостостроения и другим областям строительства и эксплуатации
металлоконструкций для определения параметров затяжки болтов. В эксплуатируемом соединении
производят затягивание гайки на заданную величину угла ее поворота от исходного положения.
Предварительно ослабляют ее затягивание. Замеряют при затягивании значение момента закручивания
гайки в области упругих деформаций. Определяют приращение момента закручивания. Приращение
усилия натяжения болта определяют по рассчетной формуле. Коэффициент закручивания резьбового
соединения определяют как отношение приращения момента закручивания гайки к произведению
приращения усилия натяжения болта на его диаметр. Технический результат заключается в
возможности проведения испытаний в конкретных условиях эксплуатации соединений для повышения
точности результатов испытаний.
Изобретение относится к технике измерения коэффициента закручивания резьбового соединения,
преимущественно высокопрочных болтов, и может быть использовано в мостостроении и других
отраслях строительства и эксплуатации металлоконструкций для определения параметров затяжки
болтов.
При проверке величины натяжения N болтов, преимущественно высокопрочных, как на стадии приемки
выполненных работ (Инструкция по технологии устройства соединений на высокопрочных болтах в
стальных конструкциях мостов. ВСН 163-69. М. , 1970, с. 10-18. МПС СССР, Минтрансстрой СССР),
так и в период обследования конструкций (строительные нормы и правила СНиП 3.06.07-86. Мосты и
трубы. Правила обследований и испытаний. - М., Стройиздат, 1987, с. 25-27), используют
динамометрические ключи. Этими ключами измеряют момент закручивания M з, которым затянуты
гайки.
189

190.

Основой этой методики измерений является исходная формула (Вейнблат Б.М. Высокопрочные болты в
конструкциях мостов. М.,Транспорт, 1971, с. 60-64):
Mз = Ndk,
где d - номинальный диаметр болта;
k - коэффициент закручивания, зависящий от условий трения в резьбе и под опорой гайки.
Измеряя тем или иным способом прикладываемый к гайке момент закручивания, рассчитывают при
известном коэффициенте закручивания усилие натяжения болта N.
Очевидно, что при достаточной точности регистрации моментов точность данной методики зависит от
того, в какой мере действительные коэффициенты закручивания k соответствуют расчетным величинам.
Методика обеспечивает необходимую точность проверки величины натяжения болтов, как правило,
лишь на стадии приемки выполненных работ, поскольку предусматриваемая технологией постановки
болтов стабилизация коэффициента k кратковременна.
Значения k для болтов, находящихся в эксплуатируемых конструкциях, может изменяться в широких
пределах, что вносит существенную неточность в результаты измерений. По данным Чеснокова А.С. и
Княжева А.Ф. ("Сдвигоустойчивые соединения на высокопрочных болтах". М., Стройиздат, 1974, табл.
17, с. 73) коэффициент закручивания зависит от качества смазки резьбы и может изменяться в пределах
0,12-0,264. Таким образом измеренные усилия в болтах с помощью динамометрических ключей могут
отличаться от фактических значений более чем в 2 раза.
Известен более прогрессивный способ непосредственного измерения усилий в болтах, где величина
коэффициента k не оказывает влияния на результаты измерений. Способ реализован с помощью
устройства (А.св. N 1139984 (СССР). Устройство для контроля усилий затяжки резьбовых соединений
(Бокатов В.И., Вишневский И.И., Рабер Л.М., Голиков С.П. - Заявл. 08.12.83, N 3670879), опыт
применения которого выявил его надежную работу в случае сравнительно непродолжительного (до пяти
лет) срока эксплуатации конструкций. При более длительном сроке эксплуатации срабатывание
предусмотренных конструкцией устройства пружин происходит недостаточно четко, поскольку с
течением времени неподвижный контакт резьбовой пары приводит к увеличению коэффициента трения
покоя. Этот коэффициент иногда достигает таких величин, что величина момента сил трения в резьбе
превосходит величину крутящего момента, создаваемого преднапряженными пружинами. Естественно в
этих условиях пружины срабатывать не могут.
Существенно ограничивает применение устройства необходимость свободно выступающей над гайкой
резьбы болта не менее, чем на 20 мм. Наличие таких болтов в узлах и прикреплениях должно
специально предусматриваться.
В целом независимо от способа измерения усилий в болтах, в случае выявления недостаточного их
натяжения необходимо назначить величину момента закручивания для подтяжки болтов. Для
назначения этого момента необходимы знания фактического значения коэффициента закручивания k.
Наиболее близким по технической сущности к предлагаемому решению (прототип) является способ
измерения коэффициента закручивания болтов с учетом влияния времени, аналогичному влиянию
качества изготовления болтов (Чесноков А. С. , Княжев А.Ф. Сдвигоустойчивые соединения на
высокопрочных болтах. - М., Стройиздат, 1974, с. 73, последний абзац).
190

191.

Способ состоит в раскручивании гайки и извлечении болта из конструкции, определении коэффициента
ki в лабораторных условиях (см. тот же источник, с. 74-77) путем одновременного обеспечения и
контроля заданного усилия N и прикладываемого к гайке момента M.
Очевидно, что столь трудоемкий способ не может быть широко использован, поскольку для
статистической оценки необходимо произвести испытания нескольких десятков или даже сотен болтов.
Кроме того, при извлечении болта из конструкции резьбу гайки прогоняют по окрашенной или
загрязненной резьбе болта, а испытания в лабораторных условиях производят, как правило, не на том
участке резьбы, на котором болт быть сопряжен с гайкой в пакете. Все это ставит под сомнение
достоверность результата испытаний.
Предложенный способ отличается от прототипа тем, что в эксплуатируемом соединении производят
затягивание гайки на заданную величину угла ее поворота от исходного положения, произведя
предварительно для этого ослабление ее затягивания. Затягивание гайки на заданную величину угла ее
поворота в области упругих деформаций производят с замером значения момента закручивания гайки и
определяют приращение момента закручивания. При этом приращение усилия натяжения болта
определяют по формуле
ΔN = Ai/A22•ai/a22•α
i
/60o(170-0,96δ), кH, (1)
где A, A22 - площади поперечного сечения испытываемого болта и болта диаметром 22 мм;
ai, a22 - шаг резьбы испытываемого болта и болта диаметром 22 мм;
α
o
i
- угол поворота гайки от исходного положения;
δ - толщина пакета деталей, соединенных испытываемым болтом, мм.
Коэффициент закручивания резьбового соединения определяют как отношение приращения момента
закручивания гайки к произведению приращения усилия натяжения болта на его диаметр.
Такой способ позволяет в отличие от прототипа проводить испытания болтов в эксплуатируемом
соединении и повысить точность определения величины коэффициента закручивания за счет
исключения необходимости прогона резьбы гайки по окрашенной или загрязненной резьбе болта.
Кроме того, в отличие от прототипа испытания проводят на том же участке резьбы, на котором болт
сопряжен с гайкой постоянно. Способ осуществляется следующим образом:
- с помощью динамометрического ключа измеряют момент закручивания гайки испытуемого болта - Mз;
- производят ослабление затягивания гайки испытуемого болта до момента (0,1 . . . 0,2) Mз и измеряют
фактическую величину этого момента (исходное положение) - Mн;
- наносят, например, мелом, метки на двух точках гайки и соответственно на пакете. Угол между
метками соответствует заданному углу поворота гайки; как правило, этот угол составляет 60 o.
- поворачивают гайку на заданный угол αo и измеряют величину момента закручивания гайки по
достижении этого угла - Mк.
191

192.

- вычисляют приращение момента закручивания
ΔM = Mк-Mн, Hм;
- определяют соответствующее повороту гайки на угол αo приращение усилия натяжения болта ΔN по
эмпирической формуле (1);
- производят вычисление коэффициента закручивания k болта диаметром d:
k = ΔM/ΔNd.
Формула для определения ΔN получена в результате анализа специально проведенных экспериментов,
состоящих в исследовании влияния толщины пакета и уточнении влияния толщины и количества
деталей, составляющих пакет эксплуатируемого соединения, на стабильность приращения усилия
натяжения болтов при повороте гайки на угол 60o от исходного положения.
Поворот гайки на 60o соответствует середине области упругих деформаций болта (Вейнблат Б.М.
Высокопрочные болты в конструкциях мостов - М., Транспорт, 1974, с. 65-68). В пределах этой области,
равному приращению угла поворота гайки, соответствует равное приращение усилий натяжения болта.
Величина этого приращения в плотно стянутом болтами пакете, при постоянном диаметре болта зависит
от толщины этого пакета. Следовательно, поворот гайки на определенный угол в области упругих
деформаций идентичен созданию в болте заданного натяжения. Этот эффект явился основой
предложенного способа определения коэффициента закручивания.
Угол поворота гайки 60o технологически удобен, поскольку он соответствует перемещению гайки на
одну грань. Погрешность системы определения коэффициента закручивания, характеризуемая как
погрешностью выполнения отдельных операций, так и погрешностью регистрации требуемых
параметров, составляет около ± 8% (см. Акт испытаний).
Таким образом, предложенный способ определения коэффициента закручивания резьбовых соединений
дает возможность проводить испытания в конкретных условиях эксплуатации соединений, что
повышает точность полученных результатов испытаний.
Полученные с помощью предложенного способа значения коэффициента закручивания могут быть
использованы как при определении усилий натяжения болтов в период обследования конструкций, так
при назначении величины момента для подтяжки болтов, в которых по результатам обследования
выявлено недостаточное натяжение.
Эффект состоит в повышении эксплуатационной надежности конструкций различного назначения.
Формула изобретения
Способ определения коэффициента закручивания резьбового соединения, заключающийся в измерении
параметров затяжки соединения, по которым вычисляют коэффициент закручивания, отличающийся
тем, что в эксплуатируемом соединении производят затягивание гайки на заданную величину угла ее
поворота от исходного положения, произведя предварительно для этого ослабление ее затягивания, с
замером значения момента закручивания гайки в области упругих деформаций и определяют
приращение момента закручивания, при этом приращение усилия натяжения болта определяют по
формуле
где Ai, A22 - площади поперечного сечения испытываемого болта и болта диаметром 22 мм;
ai, a22 - шаг резьбы испытываемого болта и болта диаметром 22 мм;
α
192

193.

i
- угол поворота гайки от исходного положения;
δ - толщина пакета деталей, соединенных испытываемым болтом, мм,
а коэффициент закручивания резьбового соединения определяют как отношение приращения момента
закручивания гайки к произведению приращения усилия натяжения болта на его диаметр.
2413098 РОССИЙСКАЯ ФЕДЕРАЦИЯ
(19)
RU
(11)
2 413 098
(13)
C1
(51) МПК
F16B 31/02 (2006.01)
G01N 3/00 (2006.01)
ФЕДЕРАЛЬНАЯ СЛУЖБА
ПО ИНТЕЛЛЕКТУАЛЬНОЙ СОБСТВЕННОСТИ,
ПАТЕНТАМ И ТОВАРНЫМ ЗНАКАМ
(12) ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ К ПАТЕНТУ
Статус: прекратил действие, но может быть восстановлен (последнее изменение статуса: 07.08.2017)
Пошлина:учтена за 7 год с 20.11.2015 по 19.11.2016
(21)(22) Заявка: 2009142477/11, 19.11.2009
(24) Дата начала отсчета срока действия патента:
19.11.2009
Приоритет(ы):
(72) Автор(ы):
Кунин Симон Соломонович (RU),
Хусид Раиса Григорьевна (RU)
(22) Дата подачи заявки: 19.11.2009
(73) Патентообладатель(и):
ОБЩЕСТВО С ОГРАНИЧЕННОЙ
(56) Список документов, цитированных в отчете о ОТВЕТСТВЕННОСТЬЮ
ПРОИЗВОДСТВЕННО-ИНЖИНИРИНГОВАЯ
поиске: SU 1753341 A1, 07.08.1992. SU 1735631
A1, 23.05.1992. JP 2008151330 A, 03.07.2008. WO ФИРМА "ПАРТНЁР" (RU)
2006028177 A1, 16.03.2006.
(45) Опубликовано: 27.02.2011 Бюл. № 6
Адрес для переписки:
197374, Санкт-Петербург, ул. Беговая, 5, корп.2,
кв.229, М.И. Лифсону
(54) СПОСОБ ДЛЯ ОБЕСПЕЧЕНИЯ НЕСУЩЕЙ СПОСОБНОСТИ МЕТАЛЛОКОНСТРУКЦИЙ
С ВЫСОКОПРОЧНЫМИ БОЛТАМИ
193

194.

(57) Реферат:
Изобретение относится к методам диагностики фрикционных соединений металлоконструкций с
высокопрочными болтами. Способ обеспечения несущей способности фрикционного соединения
металлоконструкций с высокопрочными болтами включает приготовление образца-свидетеля,
содержащего элемент металлоконструкции и тестовую накладку, контактирующие поверхности
которых, предварительно обработанные по проектной технологии, соединяют высокопрочным болтом и
гайкой при проектном значении усилия натяжения болта, устанавливают на элемент
металлоконструкции устройство для определения усилия сдвига и постепенно увеличивают нагрузку на
накладку до момента ее сдвига, фиксируют усилие сдвига и затем сравнивают его с нормативной
величиной показателя сравнения, далее в зависимости от величины отклонения осуществляют
коррекцию технологии монтажа. В качестве показателя сравнения используют проектное значение
усилия натяжения высокопрочного болта. Определение усилия сдвига на образце-свидетеле
осуществляют устройством, содержащим неподвижную и сдвигаемую детали, узел сжатия и узел
сдвига, выполненный в виде рычага, установленного на валу с возможностью соединения его с
неподвижной частью устройства, и имеющего отверстие под нагрузочный болт, а между выступом
рычага и тестовой накладкой помещают самоустанавливающийся сухарик, выполненный из закаленного
материала. В результате повышается надежность соединения. 1 з.п. ф-лы, 1 ил.
Изобретение относится к методам диагностики фрикционных соединений металлоконструкций с
высокопрочными болтами, но может быть использовано для определения фактического напряженнодеформированного состояния болтовых соединений в различных конструкциях, в частности стальных
мостовых конструкциях, как находящихся в эксплуатации, так и при подготовке отдельных узлов к
монтажу.
Мостовые пролетные металлоконструкции соединяются с помощью сварки (неразъемные), а также с
помощью болтовых фрикционных соединений, в которых передача усилия обжатия соединяемых
элементов высокопрочными метизами осуществляется только силами трения по контактным плоскостям
усилием обжатия болтов до 22 т и выше.
Расчетное предельное состояние фрикционного соединения характеризуется наступлением общего
сдвига по среднему ряду болтов. Сдвигающее усилие, отнесенное к одному высокопрочному болту и
одной плоскости трения, определяют по формуле:
где k - обобщенный коэффициент однородности, включающий также
коэффициент работы мостов m1=0,9; m2 - коэффициент условий работы соединения; Рн - нормативное
усилие натяжения болта; fн - нормативный коэффициент трения.
194

195.

В настоящее время основным нормативными показателями несущей способности фрикционных
соединений с высокопрочными болтами, которые отражаются в проектной документации, являются
усилие натяжения болта и нормативный коэффициент трения, с учетом условий работы фрикционного
соединения. Нормативное усилие натяжения болтов назначается с учетом механических характеристик
материала и его определяют по формуле:
, где Р - усилие натяжения болта (кН); М крутящий момент, приложенный к гайке для натяжения болта на заданное нормативное усилие, (Нм); d диаметр болта (мм); k - коэффициент, который должен быть в пределах 0,17-0,22 при коэффициенте
трения (f≥0,55).
Как на стадии сборки соединений, так и в случае проведения ремонтных работ с разборкой ранее
выполненных соединений важными являются вопросы оценки коэффициентов трения по
соприкасающимся поверхностям соединяемых элементов. Этот вопрос приобретает особую
актуальность в случае сочетания металлических поверхностей, находящихся в эксплуатации с новыми
элементами, а также для оценки возможности повторного использования высокопрочных болтов. В
качестве нормативного коэффициента трения принимается среднестатистическое значение,
определенное по возможно большему объему экспериментального материала раздельно для различных
методов подготовки контактных поверхностей.
Практикой выполнения монтажных работ установлено, что наиболее эффективно сдвигоустойчивость
контактных соединений выполняется при коэффициенте трения поверхностей f≥0,55. Это значение
можно принять в качестве основного критерия сдвигоустойчивости, и оно соответствует исходному
значению Ктр. для монтируемых стальных контактных поверхностей, обработанных непосредственно
перед сборкой абразивно-струйным методом с чистотой очистки до степени Sa 2,5 и шероховатостью
Rz≥40 мкм. Сдвигающие усилия определяют обычно по показаниям испытательного пресса, а
обжимающие - по суммарному усилию натяжения болтов. Отклонение усилия натяжения и возможные
их изменения при эксплуатации могут приводить к тем или иным неточностям в определении
коэффициентов трения.
Частично, указанная проблема сохранения требуемой шероховатости контактных поверхностей и
обеспечения требуемой величины f≥0,55 решена применением разработанного НПЦ Мостов съемного
покрытия «Контакт» (патент РФ №2344149 на изобретение «Антикоррозионное покрытие и способ его
нанесения», которое обеспечивает временную защиту от коррозии отдробеструенных в условиях завода
колотой стальной дробью контактных поверхностей мостовых пролетных конструкций на период их
транспортировки и хранения в течение 1-1,5 лет (до начала монтажных работ на строительном объекте).
Непосредственно перед монтажом покрытие «Контакт» подрезается ножом и ручным способом легко
снимается «чулком» с контактных поверхностей, после чего сборка конструкций может производиться
без проведения дополнительной абразивно-струйной очистки.
Однако в связи с тем, что в обычной практике проведение монтажно-транспортных операций с
пролетными строениями осуществляется с помощью захватов, фиксируемых в отверстиях контактных
поверхностей, временное защитное покрытие «Контакт» в районе установки захватов повреждается. На
строительном объекте приходится производить повторную абразивно-струйную обработку
присоединительных поверхностей, т.к. они после длительной эксплуатации на открытом воздухе
обильно покрыты продуктами ржавления. Выполнение дополнительной очистки значительно
увеличивает трудоемкость монтажных работ. Кроме того, в условиях открытой атмосферы и
удаленности строительных площадок мостов от промышленных центров требуемые показатели очистки
металла труднодостижимы, что, в конечном счете, вызывает снижение фрикционных показателей,
соответственно снижение усилий обжатия высокопрочных метизов, а следовательно, приводят к
снижению качества монтажных работ.
195

196.

Эксплуатация мостовых конструкций, срок службы которых составляет 80-100 лет, подразумевает
постоянное воздействие на контактные соединения климатических факторов, соответствующих в
пределах Российской Федерации умеренно-холодному климату (У1), а также циклических сдвиговых
нагрузок от транспорта, движущегося по мостам, поэтому со временем требуется замена узлов
металлоконструкции. Более того, в настоящее время обработка металлических поверхностей
металлоконструкций осуществляется в заводских условиях, и при поставке их указываются сведения об
условиях обработки поверхности, усилие натяжения высокопрочных болтов и т.п.
Однако момент поставки и монтаж металлоконструкции может разделять большой временной период,
поэтому возникает необходимость проверки фактической надежности работы фрикционного
соединения с высокопрочными болтами перед монтажом, для обеспечения надежности при их
эксплуатации, причем возможность проверки предусмотрена условиями поставки посредством
приложения тестовых пластин
Анализ тенденций развития и современного состояния проблемы в целом свидетельствует о
необходимости совершенствования диагностической и инструментальной базы, способствующей
повышению эффективности реновационных и ремонтных работ конструкций различного назначения.
Качество фрикционных соединений на высокопрочных болтах, в конечном итоге, характеризуется
отсутствием сдвигов соединяемых элементов при восприятии внешней нагрузки как на срез, так и
растяжение. Сопротивление сдвигу во фрикционных соединениях можно определять по формуле:
где
Rbh - расчетное сопротивление растяжению высокопрочного болта; Yb - коэффициент условий работы
соединения, зависящий от количества (n) болтов, необходимых для восприятия расчетного усилия; Abn площадь поперечного сечения болта; f - коэффициент трения по соприкасающимся поверхностям
соединенных элементов; Yh - коэффициент надежности, зависящий от способа натяжения болтов,
коэффициента трения f, разницы между диаметрами отверстий и болтов, характера действующей
нагрузки (Рабер Л.М. Соединения на высокопрочных болтах, Днепропетровск: Системные технологии,
2008 г., с.8-10).
Известен способ определения коэффициента закручивания резьбового соединения (патент РФ
№2148805, G01L 5/24, опубл. 10.05.2000 г.), заключающийся в отношении измеряемого момента
закручивания гайки к произведению определяемого усилия натяжения болта на его диаметр. Измерения
проводят без извлечения болта из конструкций, путем затягивания гайки на контролируемую величину
угла ее поворота от исходного положения с замером значения момента закручивания в области упругих
деформаций и определения приращения момента затяжки. Приращение усилия натяжения болта
определяют по формуле (4):
где
А, А22 - площади поперечного сечения, мм2; a, a22 - шаг резьбы испытываемого болта и болта диаметром
22 мм2; αi - угол поворота гайки от исходного положения; σ - толщина пакета деталей, соединенных
испытываемым болтом, мм.
196

197.

Следует отметить, что измерение значения момента закручивания гайки производятся с неизвестными
коэффициентами трения контактных поверхностей и коэффициентом закручивания, т.к. затягивание
гайки на заданную величину поворота (α=60°) от исходного положения производят после
предварительного ее ослабления, поэтому он может отличаться от расчетного (нормативного), что не
позволяет определить фактические значения усилий в болтах как при затяжке, так и при
эксплуатационных нагрузках. Невозможность точной оценки усилий приводит к необходимости выбора
болтов и их количества на основании так называемого расчета в запас.
В процессе патентного поиска выявлено много устройств, реализующих измерение усилия сдвига (силы
трения покоя), например (патенты РФ №2116614, 2155942 и др.). В них усилие в момент сдвига
фиксируется с помощью электрического сигнала или заранее оттарированной шкалы
динамометрического ключа, но точность измерения и область возможного применения их ограничена,
т.к. не позволяет реализовать как при сборочном монтаже металлоконструкций, так и в процессе их
эксплуатации с целью проведения восстановительного ремонта.
Известен способ определения деформации болтового соединения, который заключается в том, что две
пластины 1 и 2 устанавливают на накладке 3, скрепляют пластины 1 и 2 с накладкой 3 болтами 4 и 5,
расположенными на одной оси, к пластинам 1 и 2 прикладывают усилие нагружения и определяют
величину смещения между ними. О деформации судят по отношению между величиной смещения
между пластинами 1 и 2 и приращением усилия нагружения, при этом величину смещения определяют
между пластинами 1 и 2 вдоль оси, на которой расположены болты 4 и 5 (Патент №1753341, опубл.
07.08. 1992 г.). На практике этого может и не быть, если болты, например, расположены несимметрично
по отношению к направлению действия продольной силы N, в силу чего часть контактных площадей
будет напряжена интенсивнее других. Поэтому сдвиг в них может произойти раньше, чем в менее
напряженных. В итоге, это может привести к более раннему разрушению всего соединения.
Наиболее близким техническим решением к заявляемому изобретению является способ определения
несущей способности фрикционного соединения с высокопрочными болтами (Рабер Л.М. Соединения
на высокопрочных болтах, Днепропетровск: Системные технологии, 2008 г., с.35-36). Сущность способа
заключается в определении усилия сдвига посредством образцов-свидетелей, который заключается в
том, что образцы изготавливают из стали, применяемых и собираемых конструкциях. Контактные
поверхности обрабатывают по технологии, принятой в проекте конструкций. Образец состоит из
основного элемента и двух накладок, скрепленных высокопрочным болтом с шайбами и гайкой.
Сдвигающие или растягивающие усилия испытательной машины определяют по показаниям прибора.
Затем определяют коэффициент трения, который сравнивают с нормативным значением и в
зависимости от величины отклонения осуществляют меры по повышению надежности работы
металлоконструкции, в основном, путем повышения коэффициента трения.
К недостаткам способа относится то, что отклонение усилий натяжения и возможные их изменения в
процессе нагружения образцов могут приводить к тем или иным неточностям в определении
коэффициента трения, т.к. коэффициент трения может меняться и по другим причинам как
климатического, так и эксплуатационного характера. Кроме того, неизвестно при каком коэффициенте
«k» определялось расчетное усилие натяжения болтов, поэтому фактическое усилие сдвига нельзя с
достаточной точностью коррелировать с усилием натяжения. Следует отметить, что в качестве
сдвигающего устройства применяются специальные средства (пресса, испытательные машины),
которых на объекте монтажа или сборки металлоконструкции может не быть, поэтому желательно
применить более точное и надежное устройство для определения усилия сдвига.
Технической задачей предполагаемого изобретения является разработка способа обеспечения несущей
способности фрикционного соединения с высокопрочными болтами, устраняющего недостатки,
197

198.

присущие прототипу и позволяющие повысить надежность монтажа и эксплуатации
металлоконструкций с высокопрочными болтами.
Технический результат достигается за счет того, что в известный способ обеспечения несущей
способности фрикционного соединения с высокопрочными болтами, включающий приготовление
образца-свидетеля, содержащего основной элемент металлоконструкции и накладку, контактирующие
поверхности которых предварительно обработаны по проектной технологии, соединяют их
высокопрочным болтом и гайкой при проектном значении усилия натяжения болта, устанавливают
устройство для определения усилия сдвига и постепенно увеличивают нагрузку на накладку до момента
ее сдвига, фиксируют усилие сдвига и затем сравнивают его с нормативной величиной показателя
сравнения, в зависимости от величины отклонения осуществляют необходимые действия, внесены
изменения, а именно:
- в качестве показателя сравнения используют расчетное усилие натяжения, высокопрочного болта,
полученное при заданном (проектном) значении величины k;
- в качестве устройства для определения усилия сдвига на образце-свидетеле используют устройство,
защищенное патентом РФ №88082 на полезную модель, обладающее рядом преимуществ и
обеспечивающее достоверность и точность измерения усилия сдвига.
В зависимости от отклонения отношения между усилием сдвига и усилием натяжения высокопрочного
болта от оптимального значения, для обеспечения надежности работы фрикционного соединения
металлоконструкции при монтаже ее изменяют натяжение болта и/или проводят дополнительную
обработку контактирующих поверхностей.
В качестве показателя сравнения выбрано усилие натяжения болта, т.к. в процессе проведенных
исследований установлено, что оптимальным отношением усилия сдвига к усилию натяжения болта
равно 0,56-0,60.
Учитывая то, что при проектировании предусмотрена возможность увеличения усилия закручивания
высокопрочных болтов на 10-20%, то это действие позволяет увеличить сопротивление сдвигу, если
отношение усилия сдвига к усилию натяжения болта отличается от оптимального в пределах 0,50-0,54.
Если же это отношение меньше 0,5, то кроме увеличения усилия натяжения высокопрочного болта
необходимо проведение дополнительной обработки контактирующих поверхностей, т.к. при
значительном увеличении момента закручивания можно сорвать резьбу, поэтому увеличивают
коэффициент трения. Если же величина отношения усилия сдвига к усилию натяжения более 0,60, это
означает, что усилие натяжения превышает нормативную величину, и для надежности
металлоконструкции натяжение можно ослабить, чтобы не сорвать резьбу.
Использование вышеуказанного устройства для определения усилия сдвига обусловлено тем, что оно
является переносным и обладает рядом преимуществ перед известными устройствами. Оно содержит
неподвижную и сдвигаемую детали, узел сжатия и узел сдвига, выполненный в виде рычага, имеющего
отверстие под нагрузочный болт, оснащенный силоизмерительным устройством, причем неподвижная
деталь выполнена из двух стоек, торцевые поверхности которых скреплены фигурной планкой, каждая
из стоек снабжена отверстиями под болтовое соединение для крепления к металлоконструкции, а также
отверстием для вала, на котором закреплен рычаг, с возможностью соединения его с фигурной планкой,
а между выступом рычага и сдвигаемой деталью металлоконструкции установлен
самоустанавливающийся сухарик, выполненный из закаленного материала. В качестве
силоизмерительного устройства используется динамометрический ключ с предварительно
оттарированной шкалой для фиксации момента затяжки.
198

199.

Ниже приводится реализация предлагаемого способа обеспечения несущей способности
металлоконструкции на примере мостового пролета.
На чертеже приведена основная часть устройства и образец-свидетель.
Устройство состоит: из корпуса 1, рычага 2, насаженного на вал 3, динамометричесого ключа 4,
снабженного шкалой 5 и накидной головкой 6, болтовое соединение, состоящее из болта 7 и гайки 8,
плавающий сухарик 9, выполненный из закаленной стали, образец-свидетель состоит из металлической
накладки 10, пластины 11 обследуемой металлоконструкции, соединенные между собой
высокопрочным болтовым соединением 12, а также болтовое соединение 13, предназначенное для
крепление корпуса измерительного устройства к неподвижной металлической пластине 11.
Способ реализуется в следующей последовательности. Собирается образец-свидетель путем соединения
тестовой накладки 10 с пластиной металлоконструкции 11, если производится ремонт на обследуемом
объекте, причем контактирующая поверхность пластины обрабатывается дробепескоструйным
способом, чтобы обеспечить нормативный коэффициент трения f>0,55 или, если же осуществляется
заводская поставка перед монтажом, то берут две тестовых накладки, контактирующие поверхности
которых уже обработаны в заводских условиях. Соединение пластин 10, 11 осуществляют
высокопрочным болтом и гайкой с применением шайб. Усилие натяжения высокопрочного болта
должна соответствовать проектной величине. Расчетный момент закручивания определяют по формуле
2. Затем на неподвижную пластину 11 устанавливают устройство для определения усилия сдвига путем
закрепления корпуса 1, болтовым соединением 12 (болт, гайка, шайбы) таким образом, чтобы сухарик 9
соприкасался с накладкой 10 и рычагом 2, размещенным на валу 3. Далее, динамометрический ключ 4,
снабженный оттарированной шкалой 5, посредством сменной головки 6 надевается на болт 7.
Устройство готово к работе.
Вращением динамометрического ключа 4 осуществляют нагрузку на болт 7. Усилие натяжения болта
через рычаг 5 передается на сухарик 9, который воздействует на сдвигаемую деталь 10 (тестовая
пластина). Момент закручивания болта 7 фиксируется на шкале 5 динамометрического ключа 4. В
момент сдвига детали 10 фиксируют полученную величину. Это усилие и является усилием сдвига
(силой трения покоя). Сравнивают полученную величину момента сдвига (М сд) с расчетной величиной моментом закручивания болта (Мр). В зависимости от величины Мсд/Мз производят действия по
обеспечению надежности монтажа конкретной металлоконструкции, а именно:
- при отношении Мсд/Мз=0,54-0,60, т.е. соответствует или близко к оптимальному значению,
корректировку в технологию монтажа не вносят;
- при отношении Мсд/Мз=0,50-0,53, то при монтаже металлоконструкции увеличивают усилие
натяжения высокопрочного болтов примерно на 10-15%;
- при отношении Мсд/Мз<0,50 необходимо кроме увеличения усилия натяжения высокопрочных болтов
при монтаже металлоконструкции дополнительно обработать контактирующие поверхности
поставленных заводом деталей металлоконструкции дробепескоструйным методом.
При отношении Мсд/Мз>0,60, целесообразно уменьшить усилие натяжения болта, т.к. возможно
преждевременная порча резьбы из-за перегрузки.
Все эти действия позволят повысить надежность эксплуатации смонтированной металлоконструкции.
199

200.

Преимуществом предложенного способа обеспечения несущей способности металлоконструкций
заключается в его универсальности, т.к. его можно использовать для любых болтовых соединений на
высокопрочных болтах независимо от сложности конструкции, диаметров крепежных болтов и методов
обработки соприкасающихся поверхностей, причем т.к. измерение усилия сдвига на обследуемой
конструкции и образце производятся устройством при сопоставимых условиях, оценка несущей
способности является наиболее достоверной.
В настоящее время предлагаемый способ прошел испытания на нескольких строительных площадках и
выданы рекомендации к его применению в отрасли.
Формула изобретения
1. Способ обеспечения несущей способности фрикционного соединения металлоконструкций с
высокопрочными болтами, включающий приготовление образца-свидетеля, содержащего элемент
металлоконструкции и тестовую накладку, контактирующие поверхности которых предварительно
обработаны по проектной технологии, соединяют высокопрочным болтом и гайкой при проектном
значении усилия натяжения болта, устанавливают на элемент металлоконструкции устройство для
определения усилия сдвига и постепенно увеличивают нагрузку на накладку до момента ее сдвига,
фиксируют усилие сдвига и затем сравнивают его с нормативной величиной показателя сравнения,
далее, в зависимости от величины отклонения, осуществляют коррекцию технологии монтажа,
отличающийся тем, что в качестве показателя сравнения используют проектное значение усилия
натяжения высокопрочного болта, а определение усилия сдвига на образце-свидетеле осуществляют
устройством, содержащим неподвижную и сдвигаемую детали, узел сжатия и узел сдвига, выполненный
в виде рычага, установленного на валу с возможностью соединения его с неподвижной частью
устройства и имеющего отверстие под нагрузочный болт, а между выступом рычага и тестовой
накладкой помещают самоустанавливающийся сухарик, выполненный из закаленного материала.
2. Способ по п.1, отличающийся тем, что при отношении усилия сдвига к проектному усилию
натяжения высокопрочного болта в диапазоне 0,54-0,60 корректировку технологии монтажа не
производят, при отношении в диапазоне 0,50-0,53 при монтаже увеличивают натяжение болта, а при
отношении менее 0,50, кроме увеличения усилия натяжения, дополнительно проводят обработку
контактирующих поверхностей металлоконструкции.
200

201.

201

202.

202

203.

203

204.

204

205.

205

206.

206

207.

207

208.

208

209.

209

210.

210

211.

211

212.

212

213.

213

214.

214

215.

215

216.

216

217.

СТП 006-97 Устройство соединений на высокопрочных болтах в стальных
конструкциях мостов
Определение коэффициента трения между контактными поверхностями
соединяемых элементов
Л. 1 Несущая способность соединений на высокопрочных болтах оценивается
испытанием на сдвиг при сжатии дву хсрезны х одн оболтовы 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.
217

218.

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.
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.
218