Спиральные сейсмоизолирующие опоры с упругими демпферами сухого трения на фрикционо-подвижных соединений

1.

Конструктивные решения надежности промышленных трубопроводов с
использованием в качестве сейсмоизоляции трубопровода спиральные
сейсмоизолирующие опоры с упругими демпферами сухого трения на
фрикционо –подвижных соединений, для обеспечения сейсмостойкости
промышленных трубопроводов, агрегатов АО «Завод им.Гаджиева
г.Каспийск, Республика Дагестан, на основе изобретений проф. дтн
ПГУПС А.М.Уздина №№ 1143895, 1168755, 1174616, 165076 «Опора
сейсмостойкая» , 2010136746 «Способ защиты зданий и сооружений при
взрыве с использованием сдвигоустойчивых и легко сбрасываемых
соединений, использующие систему демпфирования фрикционности и
сейсмоизоляцию для поглощения взрывной энергии»
Организация - Фонд поддержки и развития сейсмостойкого строительства "Защита
и безопасность городов» - «Сейсмофонд» ИНН – 2014000780 при ФГБОУ СПб
ГАСУ № RA.RU.21СТ39 от 27.05.2015
190005, СПб, 2-я Красноармейская ул. д 4 СПб ГАСУ ОГРН 1022000000824
[email protected] [email protected] Фактический адрес: 190005, СПб, 2-я
Красноармейская ул. д 4 Юридический адрес: Улица им С.Ш.ЛОРСАНОВА дом 6 г. Грозный
[email protected] (921) 962-67-78, (996) 798-26-54
[email protected]
(999) 535-47-29

2.

Автор отечественной фрикционо- кинематической, демпфирующей
сейсмоизоляции и системы поглощения и рассеивания сейсмической и
взрывной энергии по обеспечению сейсмостойкости,
сейсмоустойчивости демпфирующей сейсмоизоляции для
технологических трубопроводов, предназначенными для сейсмоопасных
районов с сейсмичностью более 9 баллов, 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 ПГУП А.М.Уздина №№ 1143895,
1168755, 1174616, 165076, 2010136746, 887748 «Стыковое соединение
растянутых элементов» проф дтн ПГУПC Уздин А М
Инж –мех ЛПИ им Калинина Е.И.Коваленко, зам президента организации
«Сейсмофонд» ОГРН : 1022000000824 ИНН 2014000780
[email protected]
При разработке специальных технических условий (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
2

3.

Мажиев Х.Н. Президент организации «Сейсмофонд» ОГРН :
1022000000824 ИНН 2014000780 [email protected]
Научные консультанты от СПб ГАСУ , ПГУПС : Х.Н.Мажиев, Тихонов
Ю.М , 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 косых компенсаторов для промышленных
трубопроводов , предназначенными для сейсмоопасных районов с
сейсмичностью более 9 баллов, с креплением косого компенсатора к
трубопроводам с помощью фланцевых фрикционно-подвижных
болтовых демпфирующих компенсаторов (ФПДК) с контролируемым
натяжением, расположенных в длинных овальных отверстиях по
3

4.

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
Авторы США, американской фрикционо- кинематических
внедрившие в США изобретения проф дтн А.М.Уздина
№№1143895, 1168755, 1174616, 165076 «Опора сейсмостойкая»,
2010136746 «Способ защиты зданий и сооружений при взрыве…»
, демпфирующей и шарнирной сейсмоизоляци и системы
поглощения сейсмической энергии DAMPERS CAPACITIES
AND DIMENSIONS ученые США и Японии Peter Spoer, CEO Dr.
Imad Mualla, CTO https://www.damptech.com GET IN TOUCH
WITH US!
4

5.

Руководитель и основатель Квакетека расположенного в Монреале, Канаде Джоаквим
Фразао https://www.quaketek.com/products-services/
Friction damper for impact absorption https://www.youtube.com/watch?v=kLaDjudU0zg
Ingeniería Sísmica Básica explicada con marco didáctico QuakeTek
https://www.youtube.com/watch?v=aSZa-SaRBY&feature=youtu.be&fbclid=IwAR38bf6R_q1Pu2TVrudkGJvyPTh4dr4xpd1jFtB4CJK2HgfwmKYOsYtiV2Q
5

6.

Ключевые слова : косой компенсатор, фрикционно-демпфирующаяся
сейсмоизоляция, демпфирующая сейсмоизоляция; фрикционно –
демпфирующие сейсмоопоры: демпфирование; сейсмоиспытания:
динамический расчет , фрикци-демпфер, фрикци –болт , реализация ,
расчета , прогрессирующее, лавинообразное, обрушение, вычислительны,
комплекс SCAD Office, обеспечение сейсмостойкости, магистральные,
технологические, трубопроводов, н
УДК 699.841(571.53)
Сейсмоиэоляция с применением спиральной сейсмоизолирующей
опоры с упругими демпферами сухого трения состоит в снижении
сейсмической нагрузки на надземную часть трубопровода, здания, путем
уменьшения жесткости связей между трубопроводом и геологической
средой .
В г. Республика Дагестан, г. Каспийск, ( Республика Дагестан ) (7 б по
карте А ОСР - 97) при грунтах III категории по сейсмическим свойствам
возросла расчетная сейсмичность площадки до 8 баллов.
Предлагалось дефицит сейсмостойкости в один балл нейтрализовать
за счет применения одной из систем с использованием спиральной
сейсмоизолирующой опоры с упругими демпферами сухого трения
(ССП). При обследовании технического состояния промышленных
трубопроводов , выявлено, что сдача объекта в эксплуатацию возможна
при условии решения вопроса об усилении промышленных трубопроводов
с использованием спиральной сейсмоизолирующей опоры
Предлагаемое техническое решение по усилению промышленных
трубопроводов (ССП) , заключается в устройстве дополнительных
демпфирующих связей трубопровода с геологической средой. Крепление
осуществляется по принципу упруго - фрикционных систем . Связи и узлы
их крепления запроектированы таким образом, что:
• при сейсмическом воздействии с интенсивностью не выше 7 баллов
обеспечивается жесткая упруго –деформируемая связь между
трубопроводом и геологической средой , т.е. система работает как
обычное сооружение (трубопровод) , рассчитанное на 7 баллов;
• при сейсмическом воздействии интенсивностью 8 баллов происходит
проскальзывание элементов связей в узлах их крепления. При этом
фрикционный характер соединений способствует повышенному рассеянию
энергии колебаний за счет сухого трения в узлах, а овальные отверстия на
6

7.

концах металлических связей служат ограничителями перемещений всей
системы сейсмоизоляции.
Эти конструктивные меры позволяют нейтрализовать недостатки
промышленного трубопровода, теплотрассы .
Данное техническое решение согласовано с Минстроем РФ
7

8.

8

9.

Идея. Сейсмоизоляция с применением
с использованием в качестве сейсмоизоляции
трубопровода спиральные сейсмоизолирующие опоры, с упругими демпферами сухого трения на
фрикционо –подвижных соединений, для обеспечения сейсмостойкости промышленных трубопроводов,
агрегатов АО «Завод им.Гаджиева г.Каспийск, Республика Дагестан, на основе изобретений проф. дтн
ПГУПС А.М.Уздина №№ 1143895, 1168755, 1174616, 165076 «Опора сейсмостойкая» , 2010136746 «Способ
защиты зданий и сооружений при взрыве с использованием сдвигоустойчивых и легко сбрасываемых
соединений, использующие систему демпфирования фрикционности и сейсмоизоляцию для поглощения
состоит в снижении
сейсмической нагрузки на надземную часть магистрального или
взрывной энергии», спиральных сейсмоизолирующих опор (ССП),
9

10.

промышленного трубопровода, за счет обеспечения уменьшения
жесткости связей между фундаментами трубопровода и
вышележащими инженерными коммуникациями, самого трубопровода,
обладает хорошими адаптивными свойствами .
Наиболее известными являются антисейсмические железобетонные
конструкции кинематических опор В.В Назина, Ю.Д. Черепинского, А.М.
Курза- нова и др. . Такие системы сейсмоизоляции получили
распространение, в основном, только в странах СНГ, включая Россию, в
том числе и Дагестане . В патентной литературе имеется более ста
предложений (данные за 2006 г.) по устройству гравитационных
кинематических фундаментов. Такое обилие предложений объясняется
тем, что изменение поверхности катания опор такого фундамента
может привести к изменению динамических характеристик системы в
целом и, соответственно, к новому техническому решению.
10

11.

Конструкция
спиральной сейсмоизолирующей опоры, с упругими демпферами сухого трения на
фрикционо –подвижных соединений, для обеспечения сейсмостойкости промышленных трубопроводов,
агрегатов АО «Завод им.Гаджиева г.Каспийск, Республика Дагестан, на основе изобретений проф. дтн
ПГУПС А.М.Уздина №№ 1143895, 1168755, 1174616, 165076 «Опора сейсмостойкая» , 2010136746 «Способ
защиты зданий и сооружений при взрыве с использованием сдвигоустойчивых и легко сбрасываемых
соединений, использующие систему демпфирования фрикционности и сейсмоизоляцию для поглощения
взрывной энергии»
приведена на рисунке 1.
11

12.

Более подробно об изобретении: Спиральная сейсмоизолирующая
опора с упругими
демпферами сухого трения» направленное 16.02.2021 в Национальный центр
интеллектуальной собственности Республики Беларусь, можно ознакомится по ссылке :
https://ppt-online.org/867887
https://ru.scribd.com/document/494746822/MIN-GASU-SPB-Zayavka-Na-Izobretenie-SpiralnayaSeismoizoliruyuschaya-Opora-s-Uprugimi-Dempferami-Sukhogo-Treniya-182-Str
https://disk.yandex.ru/d/vlzOm-eZdwrpLg https://disk.yandex.ru/d/hswWXC5iCbOZ6w
Рисунок 1 - Конструкция спиральной сейсмоизолирующей опоры с
упругими демпферами сухого трения
1 – спиралевидный стальной лист сейсмоизолирующий элемент нижнего
сейсмоизолирующего пояса ( стакан, труба, ); 2 – длинные овальные
отверстия спиралевидной опоры; 3 - опорная с лапками для крепления
нижнему поясу , в которой находятся выемки для фиксации положения
связующих анкеров
ССП обладает свойствами «ваньки - встаньки» и способна сохранять
состояние устойчивого равновесия, а также возвращаться в исходное
положение под действием вертикальной нагрузки.
12

13.

В состоянии покоя на ССП действует только вертикальная нагрузка. В
процессе землетрясения на ССП действует и вертикальная и
горизонтальная нагрузки. При этом нижняя опорная часть начинает
перемещаться относительно верхней. Расположенные между опорными
частями спиралевидные сейсмоизолирующие опоры начинают качаться
и демпфировать , фланцевым фрикционо подвижным соедиенеям и
благодаря овальным в отверстиях . ССП плавно приподнимают верхнюю
опорную часть трубопровода над нижней частью фундамента над
трубопроводом на незначительную с точки зрения эксплуатации
трубопровода величину. Конструкция ССП допускает перемещения в
плане во всех направлениях.
Меняя геометрию ССП можно обеспечить необходимые перемещения
трубопровода - перемещение кривизны поверхностей качения играет роль
включающихся связей ( фрикци-болт) . Система обладает свойствами
«убегать» («отстраиваться») от состояния близкого к резонансному или
раскачивания.
Таблица № 1. Идеализированные зависимости «нагрузка-перемещение», используемые для описания поведения систем
сейсмоизоляции.
Схемы сейсмоизолирующих и виброизолирующих
опор для сейсмоизоляции существующих зданий
Типы сейсмоизолирующих
элементов
на основе демпфирующей сейсмоизоляции с
использованием изобретения номер 165076
«Опора сейсмостойкая» с применением
фрикционно –подвижных болтовых соединений
для обеспечение сейсмостойкости сооружений из
опыта Армении дтн Микаела Мелкумяна на
резино-металлической сейсмоизоляции,
Идеализированная зависимость
«нагрузка-перемещение» (F-D)
Телескопически
е на ФПС проф
Уздина А М
предназначенных для сейсмоопасных районов с
сейсмичностью до 9 баллов
Трубчатая
телескопическая
опора с высокой
способностью к
диссипации энергии
F
D
F
D
F
D
13
F
D

14.

F
D
F
С высокой
способностью к
диссипации энергии
D
F
D
F
F
F
F
D D
D
Трубчатая телескопическая опора с
медным обожженным стопорным
сминаемым клином
D
F
F
F
D
F
D
D
F
FF
D
F
D
D
F
D
D
Телескопические на фрикционно-подвижны соединениях опоры
маятниковые на ФПС проф. дтн А.М.Уздин
F
F
С плоскими
горизонтальными
поверхностями
скольжения и
медным клином
(крепления для
раскачивания) на
качение
F
F
D
DD
D
FF
F
F
D
D
DD
F
D
Одномаятниковые
со сферическими
поверхностями
скольжения
(трение)
F
F
D
F
D
D
F
D
F
F
Маятниковая
крестовидная
опора, в которой
имеется
упругопластический
шарнир по линии
нагрузки при R1=R2
и μ1≈μ2
D D
F
F
D
F
F
D
D
D
F
14
F
D
D
F
D
F

15.

F
D
D
Маятниковая опра с
крестовиной
(трущимися
поверхностями )
скольжения при
R1=R2 и μ1≠μ2
F
F
D
D
F
Маятниковые
крестовидные
опоры с медным
обожженным
стопорным клином
F
D
D
Недостатки. Одним из препятствий для широкого применения в практике
сейсмостойкого строительства трубопроводов ССП является
недостаточная изученность поведения такого рода систем при
сейсмических воздействиях, особенно при доминантных периодах более 1
секунды. При таких землетрясениях трубопровод со спиральносейсмоизолирующеми опорами может получить значительные смещения,
при которых может произойти потеря устойчивости всего трубопровода
и его полное обрушение. В силу этого, такую систему сейсмоизоляции
рекомендуется применять в районах, для которых прогнозируются
15

16.

высокочастотные землетрясения. При низкочастотных землетрясениях
ССП развивают недопустимо большие перемещения. Этот недостаток
устраняется путем применения ССП в сочетании с дополнительными
средствами сейсмозашиты (включающимися и выключающимися связями,
типа упругоплатичный «фонарик»). Недостатком спиральной
сейсмоизоляции с демпферами сухого трения , пружинистых опор
является также сложность равномерного загружения, что снижает
надежность рассматриваемых фундаментов по трубопроводы.
Изготовление стоек с крощажими торцами и специальными
высокопрочными контактными поверхностями требует высокой
точности, присущей скорее машиностроительному производству, чем
строительной технологии. Кроме того, при наклонах патстических
шарниров ( фонариков) возникают существенные местные напряжения,
для восприятия которых требуется дополнительная упругая амортизация,
что приводит к увеличению расхода стали. Все это, а также требования
повышенной точности при монтаже приводит к увеличению
трудоемкости и стоимости конструкций.
Ряд специалистов (И.Е. Ицков, О.А. Савинов, А.М. Уздин и др.)
отмечают, что исследования системы сейсмоизоляции с применением
Кинематических фундаментов и ССП проведены при недостаточно
высоком уровне динамического нагружения, а также на основе
упрощенных представлений об особенностях работы систем подобного
типа. Это ставит под сомнение эффективность сейсмоизолирующей
способности сооружений, трубопроводов, построенных с применением
кинематических фундаментов и спиралевидных сейсмоизолирующих опор
Общие данные по ССП в г. Каспийск, Республика Дагестан. Согласно
картам общего сейсмического районирования Российской Федерации ОСР 97 (А, В и С) сейсмичность территории города составляет 7, 7 и 8 баллов
соответственно. Сложное инженерно-геологическое строение площадки
строительства (грунты III категории по сейсмическим свойствам насыпные, супеси, водонасыщенные пески пы- леватой и средней
крупности) повышает расчетную сейсмичность до 8 баллов.
Предполагалось, что дефицит сейсмостойкости в один балл будет
нейтрализован за счет применения одной из систем сейсмоизоляции –
спиралевидных опор типа ССП, разработанных организацией
«Сейсмофонд» при СПб ГАСУ.
16

17.

Конструкция данного спиралевидного сейсмоизолирующей опоры
изображена на рисунке 2
.
17

18.

Рисунок 2 - Конструкция данного спиралевидного сейсмоизолирующей (г.
Каспийск, Республика Дагестан )
Дополнительные исследования надежности ССП выявили два основных
недостатка этой конструкции сейсмоизоляции: — пониженное затухание
при колебаниях системы «ССП + трубопровод» из-за отсутствия в
конструкции спиралевидной опоры , демпфирующих устройств, т.е.
систем специальных узлов и элементов, при движении которых вместе с
трубопроводом происходит рассеивание (диссипация) энергии и гашение
колебаний;
отсутствие в конструкции спиралевидной сейсмоизолирующей опоре
ограничителей перемещений (смещения сооружение, трубопровода и
наклона опорных элементов) системы сейсмоизоляции.
18

19.

Предлагаемое техническое решение заключается в устройстве
дополнительных металлических демпфирующих связей между
фундаментами трубопровода и самим трубопроводом , точнее
обвязочными балками, к которым крепятся выше лежащие конструкции
трубопровода . Крепление указанных дополнительных связей к обвязочным
балкам осуществляется по принципу упруго - фрикционных систем.
Связи и узлы их крепления запроектированы таким образом, что:
- при сейсмическом воздействии с интенсивностью не выше 7 баллов
дополнительные связи обеспечивают жесткую кинематическую связь
между фундаментами под трубопровод и самим сооружением –
трубопроводом , т.е. система работает как обычное сооружение,
рассчитанное на 7 баллов;
- при сейсмическом воздействии интенсивностью 8 баллов происходит
проскальзывание элементов связей или трущихся поверхностей
спиралевидной опоры , в узлах крепления фланцевых фрикционо-подвижных
соединениях их к обвязочным балкам, и жесткая демпфирами сухого
трения между стальными листами стянутыми на фланцевых фрикционно
подвижных соединениях (ФФПС) связь между фундаментами под
трубопровод ССП и сооружением или трубопроводом устраняется, т.е.
ССП включаются в работу как система сейсмоизоляции. При этом
фрикционный характер соединений способствует повышенному рассеянию
энергии колебаний за счет сухого трения в узлах, а овальные отверстия на
концах металлических связей служат ограничителями перемещений всей
системы сейсмоизоляции. Эти конструктивные меры позволяют
нейтрализовать указанные выше недостатки сейсмоизолирующих опор
типа ССП.
Данные технические решения согласованы с Минстроем РФ
Конструктивная реализация технического решения. Способ усиления
ССП заключается в наложении дополнительных кинематических связей
путем установки демпфирующего устройства .
В соответствии с предложенными техническими решениями
разработаны рабочие чертежи элементов усиления существующих
фундаментов типа ССП под 9 магистральный промышленный
трубопровод 7с с помощью металлических связей. Эти связи состоят из
ФФПС .
Крепление закладных металлических деталей к бетону сборных
фундаментов ССПосуществляется с помощью болтов системы HILTI
диаметром 10 мм.
19

20.

Крепление закладных деталей к монолитной обвязочной балке
осуществляется креплением болтами диаметром 16мм, устанавливаемых
в предварительно просверленные отверстия. Металлические связи через
фрикционные соединения крепятся высокопрочными болтами к закладным
деталям монолитной обвязочной балки. Затем под углом 30° с помощью
сварки крепятся к закладным деталям фундамента ССП.
20

21.

21

22.

Сущность предлагаемой конструкции ССП поясняется чертежами, где ,
изображена спиральная сейсмоизолирующая опора с упругими демпферами сухого
трения на фрикционных соединениях с контрольным натяжением ;
на фиг.2 изображен вид с боку спиралевидной сейсмоизолирующая опора с
упругими демпферами сухого трения со стопорным (тормозным) фрикци –болт с
забитым в пропиленный паз стальной шпильки обожженным медным стопорным
клином;
- изображен разрез укладки пружинистого гофрированного основания под
Спиральная сейсмоизолирующая опора с упругими демпферами сухого трения
виброизолирующею, сейсмоизлирующею опору;
- изображена пружинистая гофра с демпфирующими ножками
- изображен демпфирующие фрикци –болты с тросовой гильзой (пружинистой
втулкой)
- изображена виброизолирующий латунный фрикци –болта с забитыми
обожженными медными стопорными клиньями, забитыми в пропиленные пазы
стальных шпилек для виброизолирующей, сейсммоизолирующей кинематической
опоры ;
- изображен пружинистый стальной трос в пластмассовой оплетке
- изображен упругоплатичный многослойный склеенный медный забивной клин в
фрикци-болт
22

23.

- изображен демпфирующих фрикци –болт,
медным обожженным клином
с запитым в пропиленный паз
- изображен латунный фрикци -болт с пропиленным болгаркой пазом
- изображено протяжное фрикци -болт с забитым медным клином
- изображен способ определения коэффициента закручивания резьбового
соединения" по изобретении. № 2148805 МПК G 01 L 5/25 " Способ определения
коэффициента закручивания резьбового соединения" и № 2413098 "Способ для
обеспечения несущей способности металлических конструкций с высокопрочными
болтами"
- изображено Украинское устройство для определения силы трения по
подготовленным поверхностям для болтового соединения по Украинскому
изобретению № 40190 А, заявление на выдачу патента № 2000105588 от 02.10.2000,
опубликован 16.07.2001 Бюл 8 и в статье Рабера Л.М. Червинский А.Е "Пути
соевршенствоания технологии выполнения фрикционных соединений на
высокопрочных болтах" Национальная металлургический Академия Украины ,
журнал Металлургическая и горная промышленность" 2010№ 4 стр 109-112
- изображен образец для испытания и Определение коэффициента трения между
контактными поверхностями соединяемых элементов СТП 006-97 Устройство
соединений на высокопрочных болтах в стальных конструкциях мостов, СТАНДАРТ
ПРЕДПРИЯТИЯ УСТРОЙСТВО СОЕДИНЕНИЙ НА ВЫСОКОПРОЧНЫХ
БОЛТАХ В СТАЛЬНЫХ КОНСТРУКЦИЯХ МОСТОВ КОРПОРАЦИЯ
«ТРАНССТРОЙ» МОСКВА 1998, РАЗРАБОТАНого Научно-исследовательским
центром «Мосты» ОАО «ЦНИИС» (канд. техн. наук А.С. Платонов,канд. техн. наук
И.Б. Ройзман, инж. А.В. Кручинкин, канд. техн. наук М.Л. Лобков, инж. М.М.
Мещеряков) для испытаний на вибростойкость, сейсмостойкость образца,
фрагмента, узлов крепления протяжных фрикционно подвижных соединений (ФПС)
по изобретениям проф ПГУПС А .М Уздина №№ 1143895, 1168755, 1174616, 165076
«Опора сейсмостойкая»
Рисунок 3- Усиление ССП путем устройства демпферного устройства:
1, 2, 3, - фланцевых фрикционно- подвижных болтовых соедиений 2, 3 болты H1LT1 HSL-3 М10; 3 - болты Ml 6; 4 – тощий фибробетоная смеськрощащийся бетон М 100 ; 2 – высокопрочный фланцевй фрикционо
подвижный болт или забытый медный обожженный клин ,котрые
забиваьемя в пропиленный паз латунной шпильки
Величина осевого усилия натяжения высокопрочного болта ВПБ М16
DINN 933 кл. пр. 8.8 составляет 12 т. Мкр = 20-30 кгм.
23

24.

Антикоррозийная защита металлических элементов выполняется после
завершения всех монтажных и сварочных работ путем обмазки
антикоррозийным покрытием «цинол».
Последовательность установки спиралевидных сейсмоизолирующих опор
тип ССП прикрепляются металлические пластинки с помощью
механических анкеров HILTI; затем выполняются закладные детали на
теле обвязочной балки; следом крепление металлической связи к закладной
детали обвязочной балки через фрикционное соединение; далее
фиксирование металлической связи к закладной детали кинематического
фундамента с помощью монтажной сварки .
Натурные испытания спиральной сейсмоизолирующей опоры с упругими демпферами сухого
трения типа ССП статической нагрузкой. Учитывая условность величины
расчетных сейсмических нагрузок, регулируемых коэффициентом
допускаемых повреждений К1 (табл. 3* СНиП II-7-81*. Строительство в
сейсмических районах. // М.: Госстрой России, 2000, 45 с.)
, и неполноту сейсмологических прогнозов, в настоящем проекте до его
реализации в строительстве рекомендовано проведение натурных
испытаний одного фундамента типа ССП на знакопеременную
статическую нагрузку, создаваемую с помощью гидравлических
домкратов. Указанный ССП выбирается из числа возведенных
фундаментов под запланированные ранее трубопроводов.
Выбранная спиральная опора под трубопровод освобождается от связей
с системой существующих обвязочных балок , «вырезок» участков балок
со всех четырех сторон от опытного фундамента.
В процессе испытаний габариты сделанных «вырезок» используются для
размещения двух домкратов мощностью по 50 тс, расположенных
горизонтально с обеих сторон от фундамента ССП).
Указанные домкраты используются для передачи на ССП знакопеременной
горизонтальной нагрузки с поэтапным наращиванием еѐ величины.
Вертикальная нагрузка на фундамент ССП имитируется путем установки
двух 100 - тонных домкратов, передающих нагрузку в 200 тс с помощью
специальной траверсы и 4 - х тяжей, выполненных из спаренных
арматурных профилей диаметром 40 мм из стали класса А240.
24

25.

Испытания являются контрольными. Их цель заключается в оценке: фактической величины усилия, которое вызывает эффект
проскальзывания упруго-фрикционного соединения металлического подкоса
с косынкой, прикрепленной к низу обвязочной балки с помощью болтов
системы HILTI и сварки, т.е. определения порога срабатывания системы
связей;работоспособности системы ограничителей горизонтальных
перемещений и величины их свободного хода (предельного зазора).
Таким образом, кинематические и демпфирующие характеристики
фундаментов типа ССП усиленных системой связей, контролируются с
помощью силового воздействия, создаваемого гидравлическими
домкратами.
СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ
25

26.

1. Казина Г.А., Килимник Л.Ш. Современные методы сейсмозащиты
зданий и сооружений. - Обзор. М.: ВНИИИС, 1987.
2. Абдурашидов К.С., Айзенберг Я.М., Жуну- сов Т.Ж. Сейсмостойкость
сооружений. - М.: Наука, 1989.
3. Авидон Г.Э., Карлина Е.А. Особенности колебаний зданий с
сейсмоизолирующими фундаментами А.М. Курзанова и Ю.Д. Черепинского // Сейсмостойкое стр-во. Безопасность сооружений. 2008, №1,
с. 26-30.
4. ТСН-02-2003. Инструкция по проектированию зданий с использованием
фундаментов КФ. Разработаны КАЗНИИССА. Новокузнецк, 2003.
5. Протокол заседания Рабочей группы «Сейсмоизоляция сооружений».
Подкомиссия №1 МВК по СРСС. Санкт - Петербург, 14 февраля 2003.
Уздин А.М., Айзенберг Я.М., Белаш Т.А., Беляев В.С., Храпков А.А.,
Богданова Г.И., Кузнецова И.С., Смирнов В.И.
6. Сейсмическая опасность и сейсмостойкое строительство в РФ
(состояние, проблемы, решения). Москва, 1996.
7. СНиП II-7-81*. Строительство в сейсмических районах. // М.: Госстрой
России, 2000, 45 с.
ОПОРА СЕЙСМОСТОЙКАЯ165 076
РОССИЙСКАЯ
ФЕДЕРАЦИЯ
(19)
RU
(11)
165 076
(13)
ФЕДЕРАЛЬНАЯ
U1
СЛУЖБА
(51) МПК
ПО
E04H
ИНТЕЛЛЕКТУАЛЬНОЙ
9/02 (2006.01)
СОБСТВЕННОСТИ
(12) ОПИСАНИЕ ПОЛЕЗНОЙ МОДЕЛИ К ПАТЕНТУ
прекратил действие, но может быть восстановлен
Статус:
(последнее изменение статуса: 07.06.2017)
(21)(22) Заявка: 2016102130/03,
22.01.2016
(24) Дата начала отсчета срока
действия патента:
(72) Автор(ы):
Андреев Борис Александрович (RU),
Коваленко Александр Иванович (RU)
(73) Патентообладатель(и):
26

27.

22.01.2016
Приоритет(ы):
(22) Дата подачи заявки: 22.01.2016
Андреев Борис Александрович (RU),
Коваленко Александр Иванович (RU)
(45) Опубликовано: 10.10.2016 Бюл.
№ 28
Адрес для переписки:
197371, Санкт-Петербург, пр.
Королева, 30, корп. 1, кв. 135,
Коваленко Александр Иванович
(54) ОПОРА СЕЙСМОСТОЙКАЯ
(57) Реферат:
165 076
Опора сейсмостойкая предназначена для защиты объектов от сейсмических
воздействий за счет использования фрикцион но податливых соединений. Опора
состоит из корпуса в котором выполнено вертикальное отверстие охватывающее
цилиндрическую поверхность щтока. В корпусе, перпендикулярно вертикальной
оси, выполнены отверстия в которых установлен запирающий калиброванный
болт. Вдоль оси корпуса выполнены два паза шириной <Z> и длиной <I> которая
превышает длину <Н> от торца корпуса до нижней точки паза, выполненного в
штоке. Ширина паза в штоке соответствует диаметру калиброванного болта. Для
сборки опоры шток сопрягают с отверстием корпуса при этом паз штока
совмещают с поперечными отверстиями корпуса и соединяют болтом, после чего
одевают гайку и затягивают до заданного усилия. Увеличение усилия затяжки
приводит к уменьшению зазора<Z>корпуса, увеличению сил трения в сопряжении
корпус-шток и к увеличению усилия сдвига при внешнем воздействии. 4 ил.
Предлагаемое техническое решение предназначено для защиты сооружений,
объектов и оборудования от сейсмических воздействий за счет использования
фрикционно податливых соединений. Известны фрикционные соединения для
защиты объектов от динамических воздействий. Известно, например Болтовое
соединение плоских деталей встык по Патенту RU 1174616, F15B 5/02 с пр. от
11.11.1983. Соединение содержит металлические листы, накладки и прокладки. В
листах, накладках и прокладках выполнены овальные отверстия через которые
пропущены болты, объединяющие листы, прокладки и накладки в пакет. При малых
горизонтальных нагрузках силы трения между листами пакета и болтами не
преодолеваются. С увеличением нагрузки происходит взаимное проскальзывание
листов или прокладок относительно накладок контакта листов с меньшей
шероховатостью. Взаимное смещение листов происходит до упора болтов в края
овальных отверстий после чего соединения работают упруго. После того как все
болты соединения дойдут до упора в края овальных отверстий, соединение начинает
работать упруго, а затем происходит разрушение соединения за счет смятия листов
27

28.

и среза болтов. Недостатками известного являются: ограничение демпфирования по
направлению воздействия только по горизонтали и вдоль овальных отверстий; а
также неопределенности при расчетах из-за разброса по трению. Известно также
Устройство для фрикционного демпфирования антиветровых и антисейсмических
воздействий по Патенту TW 201400676 (A)-2014-01-01. Restraint anti-wind and antiseismic friction damping device, E04B 1/98, F16F 15/10. Устройство содержит базовое
основание, поддерживающее защищаемый объект, нескольких сегментов (крыльев)
и несколько внешних пластин. В сегментах выполнены продольные пазы. Трение
демпфирования создается между пластинами и наружными поверхностями
сегментов. Перпендикулярно вертикальной поверхности сегментов, через пазы,
проходят запирающие элементы - болты, которые фиксируют сегменты и пластины
друг относительно друга. Кроме того, запирающие элементы проходят через блок
поддержки, две пластины, через паз сегмента и фиксируют конструкцию в заданном
положении. Таким образом получаем конструкцию опоры, которая выдерживает
ветровые нагрузки но, при возникновении сейсмических нагрузок, превышающих
расчетные силы трения в сопряжениях, смещается от своего начального положения,
при этом сохраняет конструкцию без разрушения.
Недостатками указанной конструкции являются: сложность конструкции и
сложность расчетов из-за наличия большого количества сопрягаемых трущихся
поверхностей.
Целью предлагаемого решения является упрощение конструкции, уменьшение
количества сопрягаемых трущихся поверхностей до одного сопряжения отверстие
корпуса - цилиндр штока, а также повышение точности расчета.
Сущность предлагаемого решения заключается в том, что опора сейсмостойкая
выполнена из двух частей: нижней - корпуса, закрепленного на фундаменте и
верхней - штока, установленного с возможностью перемещения вдоль общей оси и с
возможностью ограничения перемещения за счет деформации корпуса под
действием запорного элемента. В корпусе выполнено центральное отверстие,
сопрягаемое с цилиндрической поверхностью штока, и поперечные отверстия
(перпендикулярные к центральной оси) в которые устанавливают запирающий
элемент-болт. Кроме того в корпусе, параллельно центральной оси, выполнены два
открытых паза, которые обеспечивают корпусу возможность деформироваться в
радиальном направлении. В теле штока, вдоль центральной оси, выполнен паз
ширина которого соответствует диаметру запирающего элемента (болта), а длина
соответствует заданному перемещению штока. Запирающий элемент создает
нагрузку в сопряжении шток-отверстие корпуса, а продольные пазы обеспечивают
возможность деформации корпуса и «переход» сопряжения из состояния
возможного перемещения в состояние «запирания» с возможностью перемещения
только под сейсмической нагрузкой. Длина пазов корпуса превышает расстояние от
торца корпуса до нижней точки паза в штоке. Сущность предлагаемой конструкции
поясняется чертежами, где на фиг. 1 изображен разрез А-А (фиг. 2); на фиг. 2
изображен поперечный разрез Б-Б (фиг. 1); на фиг. 3 изображен разрез В-В (фиг. 1);
на фиг. 4 изображен выносной элемент 1 (фиг. 2) в увеличенном масштабе.
Опора сейсмостойкая состоит из корпуса 1 в котором выполнено вертикальное
отверстие диаметром «D», которое охватывает цилиндрическую поверхность штока
2 например по подвижной посадке H7/f7. В стенке корпуса перпендикулярно его
28

29.

оси, выполнено два отверстия в которых установлен запирающий элемент калиброванный болт 3. Кроме того, вдоль оси отверстия корпуса, выполнены два
паза шириной «Z» и длиной «I». В теле штока вдоль оси выполнен продольный
глухой паз длиной «h» (допустмый ход штока) соответствующий по ширине
диаметру калиброванного болта, проходящего через этот паз. При этом длина пазов
«I» всегда больше расстояния от торца корпуса до нижней точки паза «Н». В нижней
части корпуса 1 выполнен фланец с отверстиями для крепления на фундаменте, а в
верхней части штока 2 выполнен фланец для сопряжения с защищаемым объектом.
Сборка опоры заключается в том, что шток 2 сопрягается с отверстием «D» корпуса
по подвижной посадке. Паз штока совмещают с поперечными отверстиями корпуса
и соединяют калиброванным болтом 3, с шайбами 4, с предварительным усилием
(вручную) навинчивают гайку 5, скрепляя шток и корпус в положении при котором
нижняя поверхность паза штока контактирует с поверхностью болта (высота опоры
максимальна). После этого гайку 5 затягивают тарировочным ключом до заданного
усилия. Увеличение усилия затяжки гайки (болта) приводит к деформации корпуса и
уменьшению зазоров от «Z» до «Z1» в корпусе, что в свою очередь приводит к
увеличению допустимого усилия сдвига (усилия трения) в сопряжении отверстие
корпуса - цилиндр штока. Величина усилия трения в сопряжении корпус-шток
зависит от величины усилия затяжки гайки (болта) и для каждой конкретной
конструкции (компоновки, габаритов, материалов, шероховатости поверхностей,
направления нагрузок и др.) определяется экспериментально. При воздействии
сейсмических нагрузок превышающих силы трения в сопряжении корпус-шток,
происходит сдвиг штока, в пределах длины паза выполненного в теле штока, без
разрушения конструкции.
Формула полезной модели
Опора сейсмостойкая, содержащая корпус и сопряженный с ним подвижный узел,
закрепленный запорным элементом, отличающаяся тем, что в корпусе выполнено
центральное вертикальное отверстие, сопряженное с цилиндрической поверхностью
штока, при этом шток зафиксирован запорным элементом, выполненным в виде
калиброванного болта, проходящего через поперечные отверстия корпуса и через
вертикальный паз, выполненный в теле штока и закрепленный гайкой с заданным
усилием, кроме того в корпусе, параллельно центральной оси, выполнено два
открытых паза, длина которых, от торца корпуса, больше расстояния до нижней
точки паза штока.
29

30.

30

31.

31

32.

Заявка на изобретение полезная модель опора сейсмоизолирующая маятниковая
Сейсмофонд E04H9/02 отправлена 14 мая 2016 № 2016119967 / 20 (031416) от
23.05 2016
РЕФЕРАТ
32

33.

Опора сейсмоизолирующая маятниковая сейсмостойкая предназначена для защиты
оборудования, сооружений, объектов, зданий от сейсмических, взрывных,
вибрационных, неравномерных воздействий за счет использования фланцевых
фрикционно- податливых соединений отличающаяся тем, что с целью повышения
надежности опоры корпус опоры выполнен сборным с круглым и квадратным
сечением и состоит из нижней целевой части и сборной верхней части подвижной в
вертикальном направлении с маятниковым эффектом, соединенные между собой с
помощью фрикционно-подвижных соединений с контрольным натяжением фрикциболтов, расположенных в длинных овальных отверстиях, при этом пластины-лапы
верхнего и нижнего корпуса расположены на свинцовом листе и крепятся фрикциболтами с медным клином или тросовым зажимом во втулке, расположенной в
коротком овальном отверстии верха и низа корпуса опоры.
Опора сейсмоизолирующая маятниковая, содержащая трубообразный, квадратный
корпус-опору и сопряженный с ним подвижный узел с фланцевыми фрикционноподвижными соединениями с закрепленными запорными элементами в виде
протяжного соединения.
Кроме того в корпусе, параллельно центральной оси, выполнено восемь или более
открытых пазов с длинными овальными отверстиями, расстояние от торца корпуса,
больше расстояния до нижней точки паза опоры.
Увеличение усилия затяжки фрикци-болта приводит к уменьшению зазора <Z>
корпуса, увеличению сил трения в сопряжении составных частей корпуса опоры и к
увеличению усилия сдвига при внешнем воздействии.
Податливые демпферы представляют собой двойную фрикционную пару, имеющую
стабиль-ный коэффициент трения по свинцовому листу в нижней и верхней части
сейсмоизолирующих поясов, вставкой со свинцовой шайбой и латунной гильзой для
создания протяжного соединяя.
Сжимающее усилие создается высокопрочными шпильками с вбитыми в паз шпилек
обожженными медными клиньями, натягиваемыми динамометрическими ключами
или гайковертами на расчетное усилие. Количество болтов определяется с учетом
воздействия собственного веса ( массы) оборудования, сооружения, здания, моста и
расчетные усилия рассчитываются по СП 16.13330.2011 ( СНиП II -23-81* )
Стальные конструкции п. 14.4, Москва, 2011, ТКТ 45-5.04-274-2012 (02250),
«Стальные конструкции» Правила расчет, Минск, 2013. п. 10.3.2
Сама составная сейсмоизолирующая маятниковая опора выполнена квадратной
либо стаканчата-трубного вида с фланцевыми, фрикционно - подвижными
соединениями с фрикци-болтами.
Фрикци-болт- это энергопоглотитель пиковых ускорений (ЭПУ) с помощью которого
поглощается взрывная, ветровая, сейсмическая, вибрационная энергия. Фрикциболт снижает на 2-3 балла импульсные растягивающие нагрузки при
землетрясениях и взрывной нагрузки от ударной воздушной волны. Фрикци–болт
повышает надежность работы оборудования, сохраняет каркас здания, мосты, ЛЭП,
магистральные трубопроводы за счет уменьшения пиковых ускорений, за счет
протяжных фрикционных соединений, работающих на растяжение. ( ТКП 45-5.04274-2012 (02250) п. 10.3.2 стр. 74 , Минск, 2013, СП 16.13330.2011,СНиП II-23-81* п.
14.3- 15.2).
33

34.

Втулка (гильза) фрикци-болта, нагреваясь до температуры плавления за счет трения
расплав-ляется, поглощает при этом пиковые ускорения взрывной, сейсмической
энергии и исключает разрушения ЛЭП, опор электропередач, мостов, разрушении
теплотрасс горячего водоснабжения от тяжелого автотранспорта и вибрации от ж/д
. Надежность friction-bolt на опорах сейсмоизолирующих маятниковых достигается
путем обеспечения многокаскадного демпфирования при динамических нагрузках,
преимущественно при импульсных растягивающих нагрузках на здание, сооружение,
оборудование, которое устанавливается на маятниковых сейсмоизолирующих
опорах на фланцевых фрикционно- подвижных соединениях (ФФПС) по
изобретению "Опора сейсмостойкая" рег. № 2016102130 от 22.01.2016 ФИПС
(Роспатент) Авт. Андреев. Б.А. Коваленко А.И.
В основе фрикционного соединения на фрикци-болтах (поглотители энергии) лежит
принцип который называется "рассеивание", "поглощение" сейсмической, взрывной,
вибрационной энергии.
Использования фланцевых фрикционно - подвижных соединений (ФФПС), с фрикциболтом в протяжных соединениях с демпфирующими узлами крепления (ДУК с
тросовым зажимом), имеет пару структурных элементов, соединяющих эти
структурные элементы со скольжениием, разной шероховатостью поверхностей,
обладающие значительными фрикционными характеристиками, с многокаскадным
рассеиванием сейсмической, взрывной, вибрационной энергии. Совместное
скольжение включает зажимные средства на основе friktion-bolt ( аналог
американского Hollo Bolt ), заставляющие указанные поверхности, проскальзывать,
при применении силы.
В результате взрыва, вибрации при землетрясении, происходит перемещение
(скольжение) фрагментов фланцевых фрикционно-подвижных соединений ( ФФПС),
сейсмоизолирующей маятниковой опоры (фрагменты опоры) скользящих, по
продольным длинным овальным отверстиям сейсмоизолирующей опоры.
Происходит поглощение энергии за счет трения частей корпуса опоры при
сейсмической, ветровой, взрывной нагрузки, что позволяет перемещаться и
раскачиваться сейсмоизолирующей маятниковой опоре с оборудованием на
расчетное допустимое перемещение. Сейсмоизолирующая опора рассчитана на
одно, два землетрясения или на одну взрывную нагрузку от ударной взрывной
волны.
После взрывной или сейсмической нагрузки необходимо заменить свинцовые
смятые шайбы, в паз шпильки демпфирующего узла крепления забить новые
стопорные обожженные медные клинья, с помощью домкрата поднять и выравнять
опору, оборудование, сооружение и затянуть болты на начальное положение
конструкции с фрикционными соединениями, работающими с контрольным
натяжением и восстановление протяжного соединения в опорах.
Е04Н9/02
Опора сейсмоизолирующая маятниковая
Предлагаемое техническое решение предназначено для защиты оборудования, зданий,
мостов, сооружений, магистральных трубопроводов, линий электропередач, рекламных
щитов от сейсмических воздействий за счет использования фрикционное- податливых
34

35.

соединений. Известны фрикционные соединения для защиты объектов от динамических
воздействий. Известно, например, болтовое соединение плоских деталей встык, патент
RU №1174616, F15B5/02 с пр. от 11.11.1983.
Соединение содержит металлические листы, накладки и прокладки. В листах, накладках и
прокладках выполнены длинные овальные отверстия, через которые пропущены болты,
объединяющие листы, прокладки и накладки в пакет. При малых горизонтальных нагрузках
силы трения между листами пакета и болтами не преодолеваются. С увеличением нагрузки
происходит взаимное проскальзывание листов или прокладок относительно накладок
контакта листов с меньшей шероховатостью.
Взаимное смещение листов происходит до упора болтов в края длинных овальных
отверстий после чего соединения при импульсных растягивающих нагрузках при
многокаскадном демпфировании работают упруго. После того как все болты соединения
дойдут до упора края в длинных овальных отверстий, соединение начинает работать
упруго, а затем происходит разрушение соединения за счет смятия листов и среза болтов.
Недостатками известного решения являются: ограничение демпфирования по
направлению воздействия только по горизонтали и вдоль овальных отверстий; а также
неопределенности при расчетах из-за разброса по трению. Известно также устройство для
фрикционного демпфирования антиветровых и антисейсмических воздействий, патент
TW201400676(A)-2014-01-01. Restraint anti-wind and anti-seismic friction damping device,
E04B1/98, F16F15/10.
Устройство содержит базовое основание, поддерживающее защищаемый объект,
нескольких сегментов (крыльев) и несколько внешних пластин. В сегментах выполнены
продольные пазы. Трение демпфирования создается между пластинами и наружными
поверхностями сегментов. Перпендикулярно вертикальной поверхности сегментов, через
пазы, проходят запирающие элементы-болты, которые фиксируют сегменты и пластины
друг относительно друга. Кроме того, запирающие элементы проходят через блок
поддержки, две пластины, через паз сегмента и фиксируют конструкцию в заданном
положении.
Таким образом получаем конструкцию опоры, которая выдерживает сейсмические
нагрузки но, при возникновении динамических, импульсных растягивающих нагрузок,
взрывных, сейсмических нагрузок, превышающих расчетные силы трения в сопряжениях,
смещается от своего начального положения, при этом сохраняет конструкцию без
разрушения.
Недостатками указанной конструкции являются: сложность конструкции и сложность
расчетов из-за наличия большого количества сопрягаемых трущихся поверхностей и
надежность болтовых креплений
Целью предлагаемого решения является упрощение конструкции, уменьшение количества
сопрягаемых трущихся поверхностей до одного ил нескольких сопряжений отверстий
корпуса- крестообразной, трубной, квадратной опоры, типа штока, а также повышение
точности расчета при использования фрикци- болтовых демпфирующих податливых
креплений.
Сущность предлагаемого решения заключается в том, что сейсмоизолирующая
маятниковая опора (крестовидная, квадратная, трубчатая) выполнена из разных частей:
нижней - корпус, закрепленный на фундаменте с помощью подвижного фрикци –болта с
пропиленным пазом, в который забит медный обожженный клин, с бронзовой втулкой
35

36.

(гильзой) и свинцовой шайбой и верхней - шток сборный в виде Г-образных стальных
сегментов (для опор с квадратным сечением), в виде С- образных (для трубчатых опор),
установленный с возможностью перемещения вдоль оси и с ограничением перемещения за
счет деформации корпуса под действием запорного элемента в виде стопорного фрикциболта с пропиленным пазом в стальной шпильке и забитым в паз медным обожженным
клином.
В верхней и нижней частях опоры корпуса выполнены овальные длинные отверстия,
(сопрягаемые с цилиндрической поверхностью опоры) и поперечные отверстия
(перпендикулярные к центральной оси), в которые устанавливают запирающий элементстопорный фрикци-болт с контролируемым натяжением, с медным клином, забитым в
пропиленный паз стальной шпильки и с бронзовой или латунной втулкой ( гильзой), с
тонкой свинцовой шайбой. Кроме того в квадратных трубчатых или крестовидных корпусах,
параллельно центральной оси, выполнены восемь открытых длинных пазов, которые
обеспечивают корпусу возможность деформироваться за счет протяжных соединений с
фрикци- болтовыми демпфирующими креплениями в радиальном направлении.
В теле квадратной, трубчатой, крестовидной опоры, вдоль центральной оси, выполнен
длинный паз ширина которого соответствует диаметру запирающего элемента (фрикциболта), а длина соответствует заданному перемещению трубчатой, квадратной или
крестообразной опоры. Запирающий элемент создает нагрузку в сопряжении опоры корпуса, с продольными протяжными пазами с контролируемым натяжением фрикци-болта
с медным клином, забитым в пропиленный паз стальной шпильки и обеспечивает
возможность деформации корпуса и «переход» сопряжения из состояния возможного
перемещения в состояние «запирания» с возможностью перемещения только под
сейсмической нагрузкой, вибрационной, взрывной и взрывной от воздушной волны.
Сущность предлагаемой конструкции поясняется чертежами, где на фиг.1 изображена
крестовидная опора на фрикционных соединениях с контрольным натяжением ; на фиг.2
изображен стопорный (тормозной) фрикци –болт с забитым в пропиленный паз стальной
шпильки обожженным медным стопорным клином; на фиг.3 изображены квадратные
сейсмоизолирующие маятниковые опоры на фрикционных соединениях; на фиг.4
изображен фрагмент квадратной опоры с длинными овальными отверстиями для
протяжных соединений ; на фиг. 5 изображена квадратная опора сейсмоизолирующая
маятниковая на протяжных фрикционных соединениях; фиг. 6 изображена квадратная
опора сейсмоизолирующая маятниковая с поднятым корпусом с длинными овальными
отверстиями; фиг.7 изображена квадратная опора сейсмоизолирующая маятниковая с
фрикционным креплением фрикци-болтами с контрольным натяжением -разрез–вид с
верху с поднятым корпусом; фиг. 8 изображена квадратная опора сейсмоизолирующая
маятниковая установленная на свинцовый лист –вид с верху; фиг. 9 изображена трубчатая
опора, в разрезе с поднятым внутренним состоящим из двух С-образных фрагментов
штоком, установленная на свинцовый лист; фиг. 10 изображена трубчатая опора
сейсмоизолирующая маятниковая состоящая из двух частей штоков, для транспортировки;
фиг. 11 изображена трубчатая сейсмоизолирующая опора маятниковая установленная на
свинцовый лист –вид с верху; фиг. 12 изображена трубчатая опора сейсмоизолирующая
маятниковая с протяжными соединениями -вид с верху; фиг 13 изображен фрагмент
крестообразной опоры сейсмоизолирующей маятниковой установленный на свинцовый
лист нижнего сейсмоизолирующего пояса – вид с верху; фиг 14 изображена крестовидная
опора сейсмоизолирующая маятниковая с поднятым крестообразным штоком,
установленная на свинцовый лист; фиг. 15 изображена крестообразная опора
сейсмоизоли-рующая маятниковая, установленная на свинцовый лист с фрикционными
соединениями, вид сверху; фиг. 16 изображена трубчатая опора сейсмоизолирующая
маятниковая с опущенным трубчатым корпусом; фиг. 17 изображен свинцовый лист
36

37.

толщиной 3 мм под трубчатую опору сейсмоизолирующую маятниковую; фиг 18
изображена трубчатая опора сейсмо-изолирующая маятниковая с опущенным корпусом с
длинными овальными отверстиями; фиг. 19 изображена трубчатая опора
сейсмоизолирующая маятниковая с поднятым внутренним корпусом с длинными
овальными протяжными отверстиями; фиг. 20 изображена квадратная опора
сейсмоизолирующая маятниковая с фрикционными соединениями, вид с боку и разрез
опоры; фиг. 21 изображены разные демпфирующие фрикци –болты с тросовым зажимом,
пружинистой многослойной шайбой и стопорным медным обожженном клином для опор
сейсмоизолирующих маятниковых; фиг. 22 изображены два демпфирующих фрикци –
болта с забитыми обожженными медными стопорными клиньями, забитыми в
пропиленные пазы стальных шпилек для опор сейсмоизолирующих маятниковых; фиг. 23
изображены демпфирующие фрикци –болты с бронзовой или латунной втулкой (гильзой)
для опор сейсмоизолирующих маятниковых; фиг. 24 изображены демпфирующие
фрикци –болты с демпфирующей стальной гофрой и фрикци –болт с латунной втулкой
для опор сейсмоизоли-рующих маятниковых; фиг. 25 изображены модификации
демпфирующих фрикци –болтовых креплений с тросовым зажимом и многослойной гнутой
шайбой для монтажа опор сейсмо-изолирующих маятниковых; фиг. 26 изображено
протяжное овальное отверстие для демпфирующих фрикци –болтовых креплений для
опор сейсмоизолирующих маятниковых; фиг. 27 изображено протяжное овальное
отверстие с бронзовой или латной гильзой для протяжных фрикци –болтовых креплений,
вид сверху; фиг. 28 изображено протяжное овальное отверстие для протяжных фрикци –
болтовых креплений с фрикци –болтом со стопорным тросовым зажимом, с латунной или
бронзовой втулкой- гильзой, со свинцовой сминаемой шайбой в разрезе; фиг. 29
изображен фрикци- болт с обожженным медным клином, забитым в пропиленный паз
стальной шпильки для протяжных овальных отверстий; фиг. 30 изображена латунная
гильза- втулка с отогнутыми частями под свинцовую шайбу и фотографии лабораторных
испытаний на сейсмостойкость оборудования, фрагментов демпфирующих узлов
крепления (ОО «Сейсмофонд»); фиг. 31 изображена латунная втулка с отогнутыми
частями под свинцовую шайбу для фрикционных соединений, вид с боку; фиг. 32
изображен узел фрикционного соединения с латунной втулкой и со свинцовой шайбой,
вид с боку; фиг. 33 изображен демпфирующий хомут с длинными овальными отверстиями
для фланцево –фрикционных соединений для магистральных трубопроводов; фиг. 34
изображено демпфирующее фрикционное фланцевое соединение с фланцевым
фрикционным узлом без сварки, демпфирующих податливых соединений магистральных
трубопроводов фиг 35 изображен демпфирующий узел соединения с овальными
отверстиями для фланцевых фрикционных соединений, опор, трубопроводов, стальных
конструкций; фиг. 36 изображен демпфирующий узел с длинными овальными
отверстиями, с бронзовой втулкой до землетрясения с протяжными соединения, с
овальными отверстиями, с контрольным натяжением, для фланцевых фрикционных
соединений опор, трубопроводов, стальных конструкций; фиг. 37 изображен смещенный
демпфирующий узел, со смещением в протяжных соединениях, с овальными
отверстиями с контрольным натяжением для фланцевых фрикционных соединений опор
трубопроводов, стальных конструкций; фиг. 38 изображен демпфирующий узел с
протяжными соединениями с длинными овальными отверстиями, с контрольным
натяжением для фланцевых фрикционных соединений опор трубопроводов, стальных
конструкций; фиг. 39 изображен фрагмент демпфирующего узла квадратной опоры с
протяжными соединениями с овальными отверстиями, с контрольным натяжением для
фланцевых фрикционных соединений опор трубопроводов, стальных конструкций, вид
сверху; фиг. 40 изображен демпфирующий узел с фрикци -болтом обмотанным медной
лентой, со свинцовой амортизирующей шайбой, с овальными отверстиями, с
контрольным натяжением для фланцевых фрикционных соединений опор трубопроводов,
стальных конструкций; фиг. 41 изображена энергопоглощающая затяжка с
демпфирующим упругим стальным кольцом, с шайбами и с фрикци –болтами, с
37

38.

овальными отверстиями, с контрольным натяжением для фланцевых фрикционных
соединений опор трубопроводов, стальных конструкций; фиг. 42 изображено энергопоглощающее кольцо без затяжек с демпфирующими шайбами; фиг. 43 изображен фрагмент
энергопоглощающего демпфирующего кольца с демпфирующими узлами крепления с
фрикци –болтами, с контрольным натяжением для фланцевых фрикционных соединений
для опор; фиг. 44 изображено фрикционное демпфирующее соединение с фрикци –
болтами, с овальными отверстиями, с контрольным натяжением для фланцевых
фрикционных подвижных соединений (ФФПС) трубопроводов, стальных конструкций,
вертикальных опор гнущихся линий электропередач (ЛЭП); фиг. 45 изображено
фрикционное соединение (стык) с
фрикци –болтами, с овальными отверстиями, с
контрольным натяжением для фланцевых фрикционно-подвижных соединений (ФФПС)
для опор линий электропередач (ЛЭП), трубопроводов, стальных раскачивающихся мачт,
вышек; фиг. 46 изображен демпфирующий стальной хомут –затяжка, с фрикци –болтами,
с овальными отверстиями, с контрольным натяжением для фланцевых фрикционноподвижных соединений (ФФПС), для линий ветроустойчивых электропередач ,
трубопроводов, высотных опор, мачт; фиг. 47 изображена стальная затяжка с
демпфирующим энергопоглощающим кольцом с фрикци –болтами, с овальными
отверстиями, с контрольным натяжением для фланцевых фрикционно-подвижных
соединений (ФФПС) опор трубопроводов, стальных конструкций; фиг. 47 изображена
стальная растяжка с демпфирующим энергопоглощающим стальным кольцом с фрикци –
болтами, с овальными отверстиями, с контрольным натяжением для фланцево –
фрикционных подвижных соединений (ФФПС) опор трубопроводов, стальных каркасов;
фиг. 48 изображена сейсмостойкая опора под колонны со сминаемой гильзой, заполненной
свинцовой дробью со стопорной затяжкой, тросовым зажимом, с демпфирующими
свинцовыми шайбами, с овальными отверстиями, с контрольным натяжением для
фланцевых фрикционных соединений для сейсмоизолирующих стальных опор
трубопроводов, стальных сейсмостойких каркасов; фиг. 49 изображен тросовой зажим с
подпиленной гайкой для фланцевых фрикционно- податливых соединений (ФФПС) для
сейсмоизолирующих фундаментных опор трубопроводов, стальных каркасов; фиг. 50
изображена демпфирующая сейсмоизолирующая стальная «лапа» для растяжек, стойкаопора с тросовым зажимом, с забитым медным клином, стержнями скользящими по
направляющим, с латунной шайбой, установленной под трубу, полиэтиленовой муфтой, с
овальными отверстиями, с контрольным натяжением для фланцевых фрикционноподатливых соединений (ФФПС), для сейсмоизолирующих фундаментных опор, для
демпфирующего крепления оборудования к фундаменту, для опор линий электропередач,
рекламных щитов, мачт, наружного освещения в сейсмоопасных районах.
Опора сейсмостойкая состоит из двух корпусов 1 (нижний целевой), 2 (верхний
составной), в которых выполнены вертикальные длинные овальные отверстия диаметром
«D», шириной «Z» и длиной «l». Нижний корпус1 опоры охватывает верхний корпус 2
опоры (трубная, квадратная, крестовидная). При монтаже опоры верхняя часть корпуса 2
опоры поднимается до верхнего предела, фиксируется фрикци-болтами с контрольным
натяжением, со стальной шпилькой болта, с пропиленным в ней пазом и предварительно
забитым в шпильке обожженным медным клином. В стенке корпусов 1,2 маятниковой
сейсмоизолирующей опоры перпендикулярно оси корпусов 1,2 опоры выполнено восемь
или более длинных овальных отверстий, в которых установлен запирающий элементкалиброванный фрикци –болт с забитым в паз стальной шпильки болта стопорным
(тормозным) обожженным медным клином, с демпфирующей свинцовой шайбой и латунной
втулкой (гильзой), (фигура 3).
В теле крестовиной, трубчатой, квадратной опоры, штока вдоль оси выполнен
продольный глухой паз длиной «h» (допустимый ход штока) соответствующий по ширине
диаметру калиброванного фрикци - болта, проходящего через этот паз. В нижней части
38

39.

опоры, корпуса 1 выполнен фланец для фланцевого подвижного соединения с длинными
овальными отверстиями для крепления на фундаменте, а в верхней части корпуса 2
выполнен фланец для сопряжения с защищаемым объектом, оборудованием,
сооружением, мостом.
Сборка опоры заключается в том, что составной ( сборный) крестовидный, трубчатый,
квадратный корпус сопрягается с монолитной крестовидной, трубчатой, квадратной
опорой, основного корпуса по подвижной посадке с фланцевыми фрикционноподвижными соединениям (ФФПС). Паз крестовидной, трубчатой, квадратной опоры,
совмещают с поперечными отверстиями монолитной крестовидной, трубчатой,
квадратной поверхностью фрикци-болта (высота опоры максимальна). После этого гайку 3
( фигура 2) затягивают тарировочным ключом с контрольным натяжением до заданного
усилия в зависимости от массы оборудования, моста, здания. Увеличение усилия затяжки
гайки на фрикци-болтах приводит к деформации корпуса и уменьшению зазоров от «Z» до
«Z1» в корпусе, что в свою очередь приводит к увеличению допустимого усилия сдвига
(усилия трения) в сопряжении отверстие в крестообразной, трубчатой, квадратной опоре
корпуса.
Величина усилия трения в сопряжении внутреннего и наружного корпусов для
крестовидной, трубчатой, квадратной опоры зависит от величины усилия затяжки гайки
(болта) с контролируемым натяжением и для каждой конкретной конструкции
сейсмоизолирующей маятниковой опоры (компоновки, габаритов, материалов,
шероховатости поверхностей, направления нагрузок и др.) определяется
экспериментально или расчетным машинным способом в ПК SCAD.
Сейсмоизолирующая опора установленная на свинцовом листе, сверху и снизу закреплена
на фланцевых фрикционо-подвижных соединениях (ФФПС). Во время землетрясения или
взрыве за счет трения между верхним и нижним корпусом опоры происходит поглощение
сейсмической, вибрационной, взрывной энергии. Фрикционно- подвижные соединения
состоят из демпферов сухого трения с энергопоглощающей гофрой и свинцовыми
(возможен вариант использования латунной втулки или свинцовых шайб) поглотителями
сейсмической и взрывной энергии за счет сухого трения, которые обеспечивают смещение
опорных частей фрикционных соединений на расчетную величину при превышении
горизонтальных сейсмических нагрузок от сейсмических воздействий или величин,
определяемых расчетом на основные сочетания расчетных нагрузок, сама опора при этом
начет раскачиваться за счет выхода обожженных медных клиньев, которые
предварительно забиты в пропиленный паз стальной шпильки.
Податливые демпферы представляют собой двойную фрикционную пару, имеющую
стабильный коэффициент трения по свинцовой шайбе и свинцовому прокладочному
тонкому листу .
Сжимающее усилие создается высокопрочными шпильками, натягиваемыми
динамометрическими ключами или гайковертами на расчетное усилие. Количество болтов
определяется с учетом воздействия собственного веса оборудования, здания, сооружения,
моста.
Сама составная опора выполнена крестовидной, квадратной (состоит из двух П-образных
элементов) либо стаканчато-трубного вида с фланцевыми фрикционно - подвижными
болтовыми соединениями.
Сжимающее усилие создается высокопрочными шпильками с обожженными медными
клиньями забитыми в пропиленный паз стальной шпильки, натягиваемыми
39

40.

динамометрическими ключами или гайковертами на расчетное усилие с контрольным
натяжением.
Количество болтов определяется с учетом воздействия собственного веса (массы)
оборудования, сооружения, здания, моста, Расчетные усилия рассчитываются по СП
16.13330.2011 ( СНиП II -23-81* ) Стальные конструкции п. 14.4, Москва, 2011, ТКТ 45-5.04274-2012 (02250), «Стальные конструкции» Правила расчет, Минск, 2013. п. 10.3.2
Фрикци-болт, является энергопоглотителем пиковых ускорений (ЭПУ), с помощью
которого, поглощается взрывная, ветровая, сейсмическая, вибрационная энергия.
Фрикци-болт снижает на 2-3 балла импульсные растягивающие нагрузки при
землетрясении и при взрывной, ударной воздушной волне. Фрикци –болт повышает
надежность работы оборудования, сохраняет каркас здания, моста, ЛЭП, магистрального
трубопровода, за счет уменьшения пиковых ускорений, за счет использования протяжных
фрикционных соединений, работающих на растяжение на фрикци- болтах, установленных
в длинные овальные отверстия с контролируемым натяжением в протяжных соединениях
согласно ТКП 45-5.04-274-2012 (02250) п. 10.3.2 стр. 74 , Минск, 2013, СП
16.13330.2011,СНиП II-23-81* п. 14.3- 15.2.
Втулка (гильза) фрикци-болта при землетрясении нагревается за счет трения между
верхней составной и нижней целевой пластинами (фрагменты опоры) до температуры
плавления и плавится, при этом поглощаются пиковые ускорения взрывной, сейсмической
энергии и исключается разрушение оборудования, ЛЭП, опор электропередач, мостов,
также исключается разрушение теплотрасс горячего водоснабжения от тяжелого
автотранспорта и вибрации от ж/д.
Надежность friction-bolt на опорах сейсмоизолирующих маятниковых достигается путем
обеспечения многокаскадного демпфирования при динамических нагрузках,
преимущественно при импульсных растягивающих нагрузках на здание, сооружение,
оборудование, которое устанавливается на маятниковых сейсмоизолирующих опорах с
фланцевыми фрикционно- подвижными соединениями (ФФПС) по изобретению "Опора
сейсмостойкая" рег. № 2016102130 от 22.01.2016 ФИПС (Роспатент), авторы: Андреев.
Б.А. Коваленко А.И.
В основе фрикционного соединения на фрикци-болтах, ( поглотителя энергии), лежит
принцип который, на научном языке называется "рассеивание", "поглощение"
сейсмической, взрывной, вибрационной энергии.
Использование фланцево- фрикционно - подвижных соединений (ФФПС), с фрикци-болтом
в протяжных соединениях с демпфирующими узлами крепления (ДУК с тросовыми
зажимами), имеет пару структурных элементов, соединяющей эти структурные элементы
со скольжением энергопоглащиющихся соединение, разной шероховатостью
поверхностей, обладающие значительными фрикционными характеристики, с
многокаскадным рассеиванием сейсмической, взрывной, вибрационной энергии.
Совместное скольжение, включает зажимные средства на основе friktion-bolt ( аналог
американского Hollo Bolt ), заставляющие указанные поверхности, проскальзывать, при
применении силы, стремящейся вызвать такую, чтобы движение большой величины.
В результате взрыва, вибрации при землетрясении происходит перемещение (скольжение)
фрагментов фланцевого фрикционно-подвижного соединения ( ФФПС)
сейсмоизолирующей маятниковой опоры (фрагментов опоры). Происходит скольжение
стальных пластин опоры в продольных длинных овальных отверстиях нижней и верхней
40

41.

частях сейсмоизолирующей опоры, происходит поглощение энергии за счет трения
(фрикционности) при сейсмической, ветровой, взрывной нагрузке, что позволяет
перемещаться и раскачиваться сейсмоизоли-рующей маятниковой опоре с маятниковым
эффектом с оборудованием, зданием, мостом, сооружением на расчетное допустимое
перемещение.
Податливые демпферы представляют собой двойную фрикционную пару, имеющую
стабильный коэффициент трения по свинцовым листам со свинцовыми шайбами и
латунными втулками в нижней и верхней части сейсмоизолирующих поясов для создания
протяжного соединяя.
В результате взрыва, вибрации при землетрясении происходит перемещение (скольжение)
фрагментов фрикционно-подвижного соединения (ФПС) опоры (фрагменты опоры скользят
по продольному овальному отверстию опоры), происходит поглощение энергии за счет
трения между двумя стальными с разной шероховатостью пластинами при сейсмической,
ветровой, взрывной нагрузки, что позволяет перемещаться сейсмоизолирующей опоре с
оборудованием на расчетное перемещение.
Сейсмоизолирующая опора рассчитана на одну сейсмическую нагрузку (9 баллов), либо на
одну взрывную нагрузку. После взрывной или сейсмической нагрузки необходимо заменить
свинцовые шайбы, в паз шпильки демпфирующего узла крепления забить новые стопорные
медные клинья, с помощью домкрата поднять, выровнять опору и затянуть болты на
проектное натяжение.
При воздействии сейсмических, вибрационных, взрывных нагрузок превышающих силы
трения в сопряжении в крестообразной, трубчатой, квадратной сейсмоизолирующей
маятниковых опор , происходит сдвиг трущихся элементов типа шток, корпуса опоры, в
пределах длины паза выполненного в составных частях нижней и верхней крестовидной,
трубчатой, квадратной опоры, без разрушения оборудования, здания, сооружения, моста.
Ознакомиться с инструкцией по применению фланцевых фрикционно-подвижных
соединений (ФФПС) можно по ссылке: https://vimeo.com/123258523
http://youtube.com/watch?v=76EkkDHTvgM&feature=youtu.be
О характеристиках опоры сейсмоизлирующей (без раскрывания новизны технического
решения) маятниковой сообщалось на научной XXVI Международной конференции
«Математическое и компьютерное моделирование в механике деформируемых сред и
конструкций», 28.09 -30-09.2015, СПб ГАСУ: «Испытание математических моделей
установленных на сейсмоизолирующих фланцевых фрикционно-подвижных соединениях
(ФФПС) и их реализация в ПК SCAD Office» (руководитель испытательной лабораторией
ОО "Сейсмофонд" (инж. Александр Иванович Коваленко) можно ознакомиться на сайте:
http://www.youtube.com/watch?v=MwaYDUaFNOk https://youtu.be/MwaYDUaFNOk
https://www.youtube.com/watch?v=GemYe2Pt2UU
https://www.youtube.com/watch?v=TKBbeFiFhHw
https://www.youtube.com/watch?v=PmhfJoPlKUw
https://www.youtube.com/watch?v=TKBbeFiFhHw
https://www.youtube.com/watch?v=2N0hp-3FAUs
https://www.youtube.com/watch?v=eB1r8F7zkSw
https://www.youtube.com/watch?v=ulXjYw7fyJA
https://www.youtube.com/watch?v=V7HKMKUujT4
Другие технические решения сейсмоизолирующей опоры описаны в полученном
положительном решении на изобретение "Опора сейсмостойкая" Мкл. Е04H
41

42.

9/02(работает на основе фланцевых фрикционно- подвижных соединений (ФФПС))
согласно заявке на изобретение № 2016102130/039003016 от 22.01.2016, авторы : Андреев
Б.А., Коваленко А.И..
С решениями фланцевых фрикционно-подвижных соединений (ФПС) и демпфирующих
узлов крепления (ДУК) (без раскрывания новизны технического решения) можно
ознакомиться: dwg.ru, rutracker.org. www1.fips.ru. dissercat.comhttp://doc2all.ru, см.
изобретения №№ 1143895, 1174616,1168755 SU, № 4,094,111 US Structural steel building
frame having resilient connectors, TW201400676 Restraint anti-wind and anti-seismic friction
damping device (Тайвань).
С лабораторными испытаниями фланцевых фрикционно –подвижных соединений для
опоры сейсмоизолирующей маятниковой в испытательном центре ОО «Сейсмофонд»,
адрес: 197371,СПб, а/я газета «Земля РОССИИ» (без раскрывания новизны технического
решения) можно ознакомиться по ссылке :
http://www.youtube.com/my_videos?o=U https://www.youtube.com/watch?v=846q_badQzk
https://www.youtube.com/watch?v=EM9zQmHdBSU https://www.youtube.com/watch?v=3Xz-TFGSYY https://www.youtube.com/watch?v=HTa1SzoTwBc
https://www.youtube.com/watch?v=PlWoLu4Zbdk
https://www.youtube.com/watch?v=f4eHILeJfnU
https://www.youtube.com/watch?v=a6vnDSJtVjw
Формула
Опора сейсмоизолирующая маятниковая, повышенной
надежности с улучшенными демпфирующими свойствами,
содержащая крестовидный, трубообразный, квадратный
корпус -опору и сопряженный с ним подвижный узел с
фланцевыми фрикционно-подвижными соединениями,
закрепленные запорными элементами в виде протяжного
соединения отличающийся тем, что с целью повышения
надежности опоры корпус опоры выполнен сборным и
выполнен с круглым и квадратным сечением и состоит из
нижней целевой части и сборной верхней части подвижной в
вертикальном направле-нии с маятниковым эффектом,
соединенные между собой с помощью фрикционноподвижных соединений с контрольным натяжением фрикциболтов, расположенных в длинных овальных отверстиях, при
этом пластины-лапы верхнего и нижнего корпуса
расположены на свинцовом листе и крепятся фрикциболтами с медным клином или тросовым зажимом во втулке,
42

43.

расположенной в коротком овальном отверстии верха и низа
корпуса опоры.
Опора сейсмоизолирующая маятниковая
Фиг 1
Опора сейсмоизолирующая маятниковая
43

44.

Фиг 2
Опора сейсмоизолирующая маятниковая
Фиг 3
Опора сейсмоизолирующая маятниковая
Фиг 4
44

45.

Опора сейсмоизолирующая маятниковая
Фиг 5
Опора сейсмоизолирующая маятниковая
Фиг 6
45

46.

Опора сейсмоизолирующая маятниковая
Фиг 7
Опора сейсмоизолирующая маятниковая
Фиг 8
Опора сейсмоизолирующая маятниковая
46

47.

Фиг 9
Опора сейсмоизолирующая маятниковая
Фиг 10
Опора сейсмоизолирующая маятниковая
47

48.

Фиг 11
Опора сейсмоизолирующая маятниковая
Фиг 12
Опора сейсмоизолирующая маятниковая
48

49.

Фиг 13
Опора сейсмоизолирующая маятниковая
Фиг 14
Опора сейсмоизолирующая маятниковая
49

50.

Фиг 15
Опора сейсмоизолирующая маятниковая
Фиг 16
Опора сейсмоизолирующая маятниковая
50

51.

Фиг 17
Опора сейсмоизолирующая маятниковая
Фиг 18
Опора сейсмоизолирующая маятниковая
51

52.

Фиг 19
ора сейсмоизолирующая маятниковая
Фиг 20
Опора сейсмоизолирующая маятниковая
52

53.

Фиг 21
Опора сейсмоизолирующая маятниковая
Фиг 22
Опора сейсмоизолирующая маятниковая
53

54.

Фиг 23
Опора сейсмоизолирующая маятниковая
Фиг 24
Опора сейсмоизолирующая маятниковая
54

55.

Фиг 25
Опора сейсмоизолирующая маятниковая
Фиг 26
Опора сейсмоизолирующая маятниковая
55

56.

Фиг 27
Опора сейсмоизолирующая маятниковая
Фиг 28
Опора сейсмоизолирующая маятниковая
56

57.

Фиг 29
Опора сейсмоизолирующая маятниковая
Фиг 30
Опора сейсмоизолирующая маятниковая
57

58.

Фиг 31
Опора сейсмоизолирующая маятниковая
Фиг 32
Опора сейсмоизолирующая маятниковая
58

59.

Фиг 33
Опора сейсмоизолирующая маятниковая
Фиг 34
Опора сейсмоизолирующая маятниковая
59

60.

Фиг 35
Опора сейсмоизолирующая маятниковая
Фиг 36
Опора сейсмоизолирующая маятниковая
60

61.

Фиг 37
Опора сейсмоизолирующая маятниковая
Фиг 38
Опора сейсмоизолирующая маятниковая
61

62.

Фиг 39
Опора сейсмоизолирующая маятниковая
Фиг 40
Опора сейсмоизолирующая маятниковая
62

63.

Фиг 41
Опора сейсмоизолирующая маятниковая
Фиг 42
Опора сейсмоизолирующая маятниковая
63

64.

Фиг 43
Опора сейсмоизолирующая маятниковая
Фиг 44
Опора сейсмоизолирующая маятниковая
64

65.

Фиг 45
Опора сейсмоизолирующая маятниковая
Фиг 46
Опора сейсмоизолирующая маятниковая
65

66.

Фиг 47
Опора сейсмоизолирующая маятниковая
Фиг 48
Опора сейсмоизолирующая маятниковая
66

67.

Фиг 49
Опора сейсмоизолирующая маятниковая
Фиг 50
67

68.

68

69.

69

70.

70

71.

71

72.

72

73.

73

74.

74

75.

75

76.

Изобретения по фрикционно подвижным соединениям ФПС Уздина А М
и др
Изобретение СПОСОБ ЗАЩИТЫ ЗДАНИЯ И СООРУЖЕНИЯ ПРИ ВЗРЫВЕ С
ИСПОЛЬЗОВАНИЕМ СДВИГОУСТОЙЧИВЫХ И ЛЕГКОСБРАСЫВАЕМЫХ
СОЕДИНЕНИЙ, ИСПОЛЬЗУЮЩИЕ СИСТЕМУ ДЕМПФИРОВАНИЯ
ФРИКЦИОННОСТИ И СЕЙСМОИЗОЛЯЦИЮ ДЛЯ ПОГЛОЩЕНИЯ ВЗРЫВНОЙ
И СЕЙСМИЧЕСКОЙ ЭНЕРГИИ
РОССИЙСКАЯ ФЕДЕРАЦИЯ (19) RU(11)
2010136746(13)
A
(51) МПК
E04C2/00 (2006.01)
ФЕДЕРАЛЬНАЯ СЛУЖБА
ПО ИНТЕЛЛЕКТУАЛЬНОЙ
СОБСТВЕННОСТИ,
ПАТЕНТАМ И ТОВАРНЫМ
ЗНАКАМ
(12) ЗАЯВКА НА ИЗОБРЕТЕНИЕ
По данным на 26.03.2013 состояние делопроизводства: Экспертиза по
существу
(21), (22) Заявка: 2010136746/03, 01.09.2010
Приоритет(ы):
(22) Дата подачи заявки: 01.09.2010
(43) Дата публикации заявки: 20.01.2013
Адрес для переписки:
76
(71) Заявитель(и):
Открытое акционерное общ
(72) Автор(ы):
Подгорный Олег Александров
Акифьев Александр Анатоль
Тихонов Вячеслав Юрьевич (R
Родионов Владимир Викторо

77.

443004, г.Самара, ул.Заводская, 5, ОАО
"Теплант"
Гусев Михаил Владимирович
Коваленко Александр Иванов
(54) СПОСОБ ЗАЩИТЫ ЗДАНИЯ И СООРУЖЕНИЯ ПРИ ВЗРЫВЕ С
ИСПОЛЬЗОВАНИЕМ СДВИГОУСТОЙЧИВЫХ И ЛЕГКОСБРАСЫВАЕМЫХ
СОЕДИНЕНИЙ, ИСПОЛЬЗУЮЩИЕ СИСТЕМУ ДЕМПФИРОВАНИЯ
ФРИКЦИОННОСТИ И СЕЙСМОИЗОЛЯЦИЮ ДЛЯ ПОГЛОЩЕНИЯ ВЗРЫВНОЙ
И СЕЙСМИЧЕСКОЙ ЭНЕРГИИ
(57) Формула изобретения
1. Способ защиты здания от разрушений при взрыве или землетрясении,
включающий выполнение проема/проемов рассчитанной площади для
снижения до допустимой величины взрывного давления, возникающего во
взрывоопасных помещениях при аварийных внутренних взрывах,
отличающийся тем, что в объеме каждого проема организуют зону,
представленную в виде одной или нескольких полостей, ограниченных
эластичным огнестойким материалом и установленных на
легкосбрасываемых фрикционных соединениях при избыточном давлении
воздухом и землетрясении, при этом обеспечивают плотную посадку
полости/полостей во всем объеме проема, а в момент взрыва и
землетрясения под действием взрывного давления обеспечивают
изгибающий момент полости/полостей и осуществляют их выброс из
проема и соскальзывают с болтового соединения за счет ослабленной
подпиленной гайки.
2. Способ по п.1, отличающийся тем, что «сэндвич»-панели, щитовые
панели смонтированы на высокоподатливых с высокой степенью
подвижности фрикционных, скользящих соединениях с сухим трением с
включением в работу фрикционных гибких стальных затяжек диафрагм
жесткости, состоящих из стальных регулируемых натяжений затяжек
сухим трением и повышенной подвижности, позволяющие
перемещаться перекрытиям и «сэндвич»-панелям в горизонтали в
районе перекрытия 115 мм, т.е. до 12 см, по максимальному отклонению
от вертикали 65 мм, т.е. до 7 см (подъем пятки на уровне фундамента),
не подвергая разрушению и обрушению конструкции при аварийных
взрывах и сильных землетрясениях.
77

78.

3. Способ по п.2, отличающийся тем, что каждая «сэндвич»-панель
крепится на сдвигоустойчивых соединениях со свинцовой, медной или
зубчатой шайбой, которая распределяет одинаковое напряжение на все
четыре-восемь гаек и способствует одновременному поглощению
сейсмической и взрывной энергии, не позволяя разрушиться основным
несущим конструкциям здания, уменьшая вес здания и амплитуду
колебания здания.
4. Способ по п.3, отличающийся тем, что за счет новой конструкции
сдвигоустойчивого податливого соединения на шарнирных узлах и гибких
диафрагмах «сэндвич»-панели могут монтироваться как самонесущие
без стального каркаса для малоэтажных зданий и сооружений.
5. Способ по п.4, отличающийся тем, что система демпфирования и
фрикционности и поглощения сейсмической энергии может определить
величину горизонтального и вертикального перемещения «сэндвич»панели и определить ее несущую способность при землетрясении или
взрыве прямо на строительной площадке, пригрузив «сэндвич»-панель и
создавая расчетное перемещение по вертикали лебедкой с испытанием
на сдвиг и перемещение до землетрясения и аварийного взрыва прямо
при монтаже здания и сооружения.
6. Способ по п.5, отличающийся тем, что расчетные опасные
перемещения определяются, проверяются и затем испытываются на
программном комплексе ВК SCAD 7/31 r5, ABAQUS 6.9, MONOMAX 4.2,
ANSYS, PLAKSIS, STARK ES 2006, SoliddWorks 2008, Ing+2006, FondationPL 3d,
SivilFem 10, STAAD.Pro, а затем на испытательном при объектном
строительном полигоне прямо на строительной площадке
испытываются фрагменты и узлы, и проверяются экспериментальным
путем допустимые расчетные перемещения строительных
конструкций (стеновых «сэндвич»-панелей, щитовых деревянных
панелей, колонн, перекрытий, перегородок) на возможные при аварийном
взрыве и при землетрясении более 9 баллов перемещение по методике
разработанной испытательным центром ОО «Сейсмофонд» - «Защита
и безопасность городов».
78

79.

79

80.

80

81.

81

82.

82

83.

83

84.

84

85.

85

86.

ЭЛЕМЕНТЫ ТЕОРИИ ТРЕНИЯ,
РАСЧЕТ И ТЕХНОЛОГИЯ ПРИМЕНЕНИЯ
ФРИКЦИОННО-ПОДВИЖНЫХ СОЕДИНЕНИЙ
УЗДИН А.М., ЕЛИСЕЕВ О.Н., , НИКИТИН А.А., ПАВЛОВ В.Е., СИМКИН
А.Ю., КУЗНЕЦОВА И.О.
ЭЛЕМЕНТЫ ТЕОРИИ ТРЕНИЯ,
РАСЧЕТ И ТЕХНОЛОГИЯ ПРИМЕНЕНИЯ
ФРИКЦИОННО-ПОДВИЖНЫХ СОЕДИНЕНИЙ
86

87.

СОДЕРЖАНИЕ
1
Введение
3
2
Элементы теории трения и износа
6
3
Методика расчета одноболтовых ФПС
18
3.1 Исходные посылки для разработки методики расчета 18
ФПС
3.2 Общее
уравнение
для
определения
несущей 20
способности ФПС.
3.3 Решение общего уравнения для стыковых ФПС
21
3.4 Решение общего уравнения для нахлесточных ФПС
22
4
Анализ экспериментальных исследований работы 26
ФПС
5
Оценка
параметров
диаграммы
деформирования
многоболтовых фрикционно-подвижных соединений 31
(ФПС)
5.1 Общие положения методики расчета многоболтовых 31
ФПС
5.2 Построение уравнений деформирования стыковых 32
многоболтовых ФПС
5.3 Построение
уравнений
деформирования 38
нахлесточных многоболтовых ФПС
6
Рекомендации по технологии изготовления ФПС и
сооружений с такими соединениями
6.1 Материалы
болтов,
гаек,
шайб
42
и
покрытий
контактных поверхностей стальных деталей ФПС и 42
опорных поверхностей шайб
87

88.

6.2 Конструктивные требования к соединениям
43
6.3 Подготовка контактных поверхностей элементов
и методы контроля
6.4 Приготовление
грунтовки
45
и
нанесение
ВЖС
83-02-87.
протекторной
Требования
к 46
загрунтованной поверхности. Методы контроля
6.4. Основные требования по технике безопасности
1
при работе с грунтовкой ВЖС 83-02-87
6.4. Транспортировка
2
и
хранение
элементов
47
и
деталей, законсервированных грунтовкой ВЖС 49
83-02-87
6.5 Подготовка
и
нанесение
антифрикционного 49
покрытия на опорные поверхности шайб
6.6 Сборка ФПС
7
49
Список литературы
51
88

89.

1.ВВЕДЕНИЕ
Современный подход к проектированию сооружений, подверженных
экстремальным, в частности, сейсмическим нагрузкам исходит из
целенаправленного проектирования предельных состояний конструкций. В
литературе [1, 2, 11, 18] такой подход получил название проектирования
сооружений с заданными параметрами предельных состояний. Возможны
различные технические реализации отмеченного подхода. Во всех случаях в
конструкции создаются узлы, в которых от экстремальных нагрузок
могут возникать неупругие смещения элементов. Вследствие этих
смещений нормальная эксплуатация сооружения, как правило, нарушается,
однако
исключается
его
обрушение.
Эксплуатационные
качества
сооружения должны легко восстанавливаться после экстремальных
воздействий. Для обеспечения указанного принципа проектирования и были
предложены фрикционно-подвижные болтовые соединения.
Под фрикционно-подвижными соединениями (ФПС) понимаются
соединения
металлоконструкций
высокопрочными
болтами,
отличающиеся тем, что отверстия под болты в соединяемых деталях
выполнены
овальными
вдоль
направления
действия
экстремальных
нагрузок. При экстремальных нагрузках происходит взаимная сдвижка
соединяемых деталей на величину до 3-4 диаметров используемых
высокопрочных болтов. Работа таких соединений имеет целый ряд
особенностей и существенно влияет на поведение конструкции в целом.
При этом во многих случаях оказывается возможным снизить затраты на
усиление сооружения, подверженного сейсмическим и другим интенсивным
нагрузкам.
89

90.

ФПС были предложены в НИИ мостов ЛИИЖТа в 1980 г. для
реализации принципа проектирования мостовых конструкций с заданными
параметрами предельных состояний. В 1985-86 г.г. эти соединения были
защищены авторскими свидетельствами [16-19]. Простейшее стыковое и
нахлесточное соединения приведены на рис.1.1. Как видно из рисунка, от
обычных
соединений
на
высокопрочных
болтах
предложенные
в
упомянутых работах отличаются тем, что болты пропущены через
овальные отверстия. По замыслу авторов при экстремальных нагрузках
должна происходить взаимная подвижка соединяемых деталей вдоль
овала,
и
за
передаваемое
счет
этого
соединением.
уменьшаться
Соединение
пиковое
с
значение
овальными
усилий,
отверстиями
применялись в строительных конструкциях и ранее, например, можно
указать предложения [8, 10 и др]. Однако в упомянутых работах овальные
отверстия устраивались с целью упрощения монтажных работ. Для
реализации
принципа
проектирования
конструкций
с
заданными
параметрами предельных состояний необходимо фиксировать предельную
силу трения (несущую способность) соединения.
При использовании обычных болтов их натяжение N не превосходит
80-100 кН, а разброс натяжения
N=20-50 кН, что не позволяет
прогнозировать несущую способность такого соединения по трению. При
использовании же высокопрочных болтов при том же N натяжение N=
200 - 400 кН, что в принципе может позволить задание и регулирование
несущей
способности
соединения.
предложения [3,14-17].
90
Именно
эту
цель
преследовали

91.

Рис.1.1. Принципиальная схема фрикционно-подвижного
соединения
а) встык , б) внахлестку
1- соединяемые листы; 2 – высокопрочные болты;
3- шайба;4 – овальные отверстия; 5 – накладки.
Однако проектирование и расчет таких соединений вызвал серьезные
трудности. Первые испытания ФПС показали, что рассматриваемый
класс соединений не обеспечивает в общем случае стабильной работы
конструкции. В процессе подвижки возможна заклинка соединения,
оплавление контактных поверхностей соединяемых деталей и т.п. В ряде
случаев имели место обрывы головки болта. Отмеченные исследования
позволили
выявить
способы
обработки
соединяемых
листов,
обеспечивающих стабильную работу ФПС. В частности, установлена
недопустимость использования для ФПС пескоструйной обработки
листов пакета, рекомендованы использование обжига листов, нанесение
на них специальных мастик или напыление мягких металлов. Эти
91

92.

исследования показали, что расчету и проектированию сооружений
должны предшествовать детальные исследования самих соединений.
Однако, до настоящего времени в литературе нет еще систематического
изложения общей теории ФПС даже для одноболтового соединения,
отсутствует теория работы многоболтовых ФПС. Сложившаяся
ситуация сдерживает внедрение прогрессивных соединений в практику
строительства.
В силу изложенного можно заключить, что ФПС весьма перспективны
для использования в сейсмостойком строительстве, однако, для этого
необходимо детально изложить, а в отдельных случаях и развить теорию
работы таких соединений, методику инженерного расчета самих ФПС и
сооружений с такими соединениями. Целью, предлагаемого пособия
является
систематическое
изложение
теории
работы
ФПС
и
практических методов их расчета. В пособии приводится также и
технология монтажа ФПС.
2.ЭЛЕМЕНТЫ ТЕОРИИ ТРЕНИЯ И ИЗНОСА
Развитие науки и техники в последние десятилетия показало, что
надежные и долговечные машины, оборудование и приборы могут быть
созданы только при удачном решении теоретических и прикладных задач
сухого и вязкого трения, смазки и износа, т.е. задач трибологии и
триботехники.
Трибология – наука о трении и процессах, сопровождающих трение
(трибос
–
трение,
логос
–
наука).
Трибология
охватывает
экспериментально-теоретические результаты исследований физических
92

93.

(механических,
электрических,
магнитных,
тепловых),
химических,
биологических и других явлений, связанных с трением.
Триботехника – это система знаний о практическом применении
трибологии
при
проектировании,
изготовлении
и
эксплуатации
трибологических систем.
С трением связан износ соприкасающихся тел – разрушение
поверхностных слоев деталей подвижных соединений, в т.ч. при резьбовых
соединениях. Качество соединения определяется внешним трением в
витках резьбы и в торце гайки и головки болта (винта) с соприкасающейся
деталью или шайбой. Основная характеристика крепежного резьбового
соединения – усилие затяжки болта (гайки), - зависит от значения и
стабильности моментов сил трения сцепления, возникающих при
завинчивании. Момент сил сопротивления затяжке содержит две
составляющих: одна обусловлена молекулярным воздействием в зоне
фактического касания тел, вторая – деформированием тончайших
поверхностей
слоев
контактирующими
микронеровностями
взаимодействующих деталей.
Расчет
этих
содержащим
ряд
экспериментальных
составляющих
коэффициентов,
исследований.
осуществляется
установленных
Сведения
об
по
формулам,
в
результате
этих
формулах
содержатся в Справочниках «Трение, изнашивание и смазка» [22](в двух
томах) и «Полимеры в узлах трения машин и приборах» [13], изданных в
1978-1980 г.г. издательством «Машиностроение». Эти Справочники не
потеряли своей актуальности и научной обоснованности и в настоящее
время. Полезный для практического использования материал содержится
также в монографии Геккера Ф.Р. [5].
Сухое трение. Законы сухого трения
93

94.

1. Основные понятия: сухое и вязкое трение; внешнее и внутреннее
трение, пограничное трение; виды сухого трения.
Трение – физическое явление, возникающее при относительном
движении соприкасающихся газообразных, жидких и твердых тел и
вызывающее сопротивление движению тел или переходу из состояния
покоя в движение относительно конкретной системы отсчета.
Существует два вида трения: сухое и вязкое.
Сухое трение возникает при соприкосновении твердых тел.
Вязкое трение возникает при движении в жидкой или газообразной
среде, а также при наличии смазки в области механического контакта
твердых тел.
При учете трения (сухого или вязкого) различают внешнее трение и
внутренне трение.
Внешнее трение возникает при относительном перемещении двух тел,
находящихся в соприкосновении, при этом сила сопротивления движению
зависит от взаимодействия внешних поверхностей тел и не зависит от
состояния внутренних частей каждого тела. При внешнем трении переход
части механической энергии во внутреннюю энергию тел происходит
только вдоль поверхности раздела взаимодействующих тел.
Внутреннее трение возникает при относительном перемещении
частиц одного и того же тела (твердого, жидкого или газообразного).
Например, внутреннее трение возникает при изгибе металлической
пластины или проволоки, при движении жидкости в трубе (слой
жидкости, соприкасающийся со стенкой трубы, неподвижен, другие слои
движутся с разными скоростями и между ними возникает трение). При
внутреннем трении часть механической энергии переходит во внутреннюю
энергию тела.
94

95.

Внешнее трение в чистом виде возникает только в случае
соприкосновения твердых тел без смазочной прослойки между ними
(идеальный случай). Если толщина смазки 0,1 мм и более, механизм трения
не отличается от механизма внутреннего трения в жидкости. Если
толщина смазки менее 0,1 мм, то трение называют пограничным (или
граничным). В этом случае учет трения ведется либо с позиций сухого
трения, либо с точки зрения вязкого трения (это зависит от требуемой
точности результата).
В истории развития понятий о трении первоначально было получено
представление о внешнем трении. Понятие о внутреннем трении введено в
науку в 1867 г. английским физиком, механиком и математиком Уильямом
Томсоном (лордом Кельвиным).1)
Законы сухого трения
Сухое трение впервые наиболее полно изучал Леонардо да Винчи (14521519). В 1519 г. он сформулировал закон трения: сила трения, возникающая
при контакте тела с поверхностью другого тела, пропорциональна
нагрузке
(силе
прижатия
тел),
при
этом
коэффициент
пропорциональности – величина постоянная и равна 0,25:
F
0 ,25 N .
1)
*Томсон (1824-1907) в 10-летнем возрасте был принят в университет в Глазго, после обучения в
котором перешел в Кембриджский университет и закончил его в 21 год; в 22 года он стал профессором
математики. В 1896 г. Томсон был избран почетным членом Петербургской академии наук, а в 1851 г. (в 27
лет) он стал членом Лондонского королевского общества и 5 лет был его президентом+.
95

96.

Через 180 лет модель Леонарда да Винчи была переоткрыта
французским механиком и физиком Гийомом Амонтоном2), который ввел в
науку понятие коэффициента трения как французской константы и
предложил формулу силы трения скольжения:
F
f N.
Кроме того, Амонтон (он изучал равномерное движение тела по
наклонной плоскости) впервые предложил формулу:
f
tg
,
где f – коэффициент трения;
- угол наклона плоскости к горизонту;
В 1750 г. Леонард Эйлер (1707-1783), придерживаясь закона трения
Леонарда да Винчи – Амонтона:
F
f N,
впервые получил формулу для случая прямолинейного равноускоренного
движения тела по наклонной плоскости:
f
tg
2S
2
g t cos 2
,
где t – промежуток времени движения тела по плоскости на участке
длиной S;
g – ускорение свободно падающего тела.
Окончательную формулировку законов сухого трения дал в 1781 г.
Шарль Кулон3)
Эти законы используются до сих пор, хотя и были дополнены
результатами работ ученых XIX и XX веков, которые более полно
раскрыли понятия силы трения покоя (силы сцепления) и силы трения
скольжения, а также понятия о трении качения и трении верчения.
2)
Г.Амонтон (1663-1705) – член Французской академии наук с 1699 г.
3) Ш.Кулон (1736-1806) – французский инженер, физик и механик, член Французской академии наук
96

97.

Многие десятилетия XX века ученые пытались модернизировать
законы Кулона, учитывая все новые и новые результаты физикохимических исследований явления трения. Из этих исследований наиболее
важными являются исследования природы трения.
Кратко о природе сухого трения можно сказать следующее.
Поверхность любого твердого тела обладает микронеровностями,
шероховатостью [шероховатость поверхности оценивается «классом
шероховатости» (14 классов) – характеристикой качества обработки
поверхности:
среднеарифметическим
отклонением
профиля
микронеровностей от средней линии и высотой неровностей].
Сопротивление сдвигу вершин микронеровностей в зоне контакта тел
– источник трения. К этому добавляются силы молекулярного сцепления
между
частицами,
принадлежащими
разным
телам,
вызывающим
прилипание поверхностей (адгезию) тел.
Работа
внешней
силы, приложенной
к телу, преодолевающей
молекулярное сцепление и деформирующей микронеровности, определяет
механическую энергию тела, которая затрачивается частично на
деформацию (или даже разрушение) микронеровностей, частично на
нагревание трущихся тел (превращается в тепловую энергию), частично
на звуковые эффекты – скрип, шум, потрескивание и т.п. (превращается в
акустическую энергию).
В последние годы обнаружено влияние трения на электрическое и
электромагнитное поля молекул и атомов соприкасающихся тел.
Для решения большинства задач классической механики, в которых
надо учесть сухое трение, достаточно использовать те законы сухого
трения, которые открыты Кулоном.
97

98.

В современной формулировке законы сухого трения (законы Кулона)
даются в следующем виде:
В случае изотропного трения сила трения скольжения тела А по
поверхности тела В всегда направлена в сторону, противоположную
скорости тела А относительно тела В, а сила сцепления (трения покоя)
направлена в сторону, противоположную возможной скорости (рис.2.1, а
и б).
Примечание. В случае анизотропного трения линия действия силы
трения скольжения не совпадает с линией действия вектора скорости.
(Изотропным называется сухое трение, характеризующееся одинаковым
сопротивлением движению тела по поверхности другого тела в любом
направлении, в противном случае сухое трение считается анизотропным).
Сила трения скольжения пропорциональна силе давления на опорную
поверхность (или нормальной реакции этой поверхности), при этом
коэффициент
трения
скольжения
принимается
постоянным
и
определяется опытным путем для каждой пары соприкасающихся тел.
Коэффициент трения скольжения зависит от рода материала и его
физических свойств, а также от степени обработки поверхностей
соприкасающихся тел:
FСК
f СК N
(рис. 2.1 в).
98

99.

Y
Y
Fск
tg =fск
N
N
V
Fск
X
G
N
X
G
Fсц
а)
в)
б)
Рис.2.1
Сила сцепления (сила трения покоя) пропорциональна силе давления на
опорную поверхность (или нормальной реакции этой поверхности) и не
может
быть
больше
максимального
значения,
определяемого
произведением коэффициента сцепления на силу давления (или на
нормальную реакцию опорной поверхности):
FСЦ
fСЦ N .
Коэффициент сцепления (трения покоя), определяемый опытным
путем в момент перехода тела из состояния покоя в движение, всегда
больше коэффициента трения скольжения для одной и той же пары
соприкасающихся тел:
f СЦ
f СК .
Отсюда следует, что:
max
FСЦ
FСК
,
поэтому график изменения силы трения скольжения от времени
движения тела, к которому приложена эта сила, имеет вид (рис.2.2).
При переходе тела из состояния покоя в движение сила трения
скольжения за очень короткий промежуток времени
до
FСК
изменяется от
(рис.2.2). Этим промежутком времени часто пренебрегают.
99
max
FСЦ

100.

В
последние
десятилетия
экспериментально
показано,
что
коэффициент трения скольжения зависит от скорости (законы Кулона
установлены при равномерном движении тел в диапазоне невысоких
скоростей – до 10 м/с).
fсц
max
Fсц
Fск
fск
V
t
V0
Рис. 2.2
Vкр
Рис. 2. 3
Эту зависимость качественно можно проиллюстрировать графиком
f СК
( v ) (рис.2.3).
v0
- значение скорости, соответствующее тому моменту времени,
когда сила
vКР
FСК
достигнет своего нормального значения
FСК
f СК N ,
- критическое значение скорости, после которого происходит
незначительный рост (на 5-7 %) коэффициента трения скольжения.
Впервые этот эффект установил в 1902 г. немецкий ученый Штрибек
(этот эффект впоследствии был подтвержден исследованиями других
ученых).
Российский ученый Б.В.Дерягин, доказывая, что законы Кулона, в
основном, справедливы, на основе адгезионной теории трения предложил
новую формулу для определения силы трения скольжения (модернизировав
предложенную Кулоном формулу):
FСК
fСК
N
[У Кулона:
S p0
FСК
.
fСК N
А,
где величина А не раскрыта].
100

101.

В формуле Дерягина: S – истинная площадь соприкосновения тел
(контактная площадь),
р0
- удельная (на единицу площади) сила прилипания
или сцепления, которое надо преодолеть для отрыва одной поверхности
от другой.
Дерягин также показал, что коэффициент трения скольжения
зависит от нагрузки N (при соизмеримости сил N и
S p0
) -
fСК
( N ),
причем при увеличении N он уменьшается (бугорки микронеровностей
деформируются и сглаживаются, поверхности тел становятся менее
шероховатыми). Однако, эта зависимость учитывается только в очень
тонких экспериментах при решении задач особого рода.
Во многих случаях
S p0
N,
поэтому в задачах классической механики,
в которых следует учесть силу сухого трения, пользуются, в основном,
законом Кулона, а значения коэффициента трения скольжения и
коэффициента сцепления определяют по таблице из справочников физики
(эта таблица содержит значения коэффициентов, установленных еще в
годах
1830-х
французским
распространенных
ученым
материалов)
и
А.Мореном
дополненных
(для
наиболее
более
поздними
экспериментальными данными. [Артур Морен (1795-1880) – французский
математик и механик, член Парижской академии наук, автор курса
прикладной механики в 3-х частях (1850 г.)].
В случае анизотропного сухого трения линия действия силы трения
скольжения составляет с прямой, по которой направлена скорость
материальной точки угол:
F
arctg n
Fτ
где
Fn
и
,
Fτ
- проекции силы трения скольжения
FCK
на главную нормаль
и касательную к траектории материальной точки, при этом модуль
101

102.

вектора FCK определяется формулой:
Fn2
FCK
Fτ2
. (Значения
Fn
и
Fτ
определяются по методике Минкина-Доронина).
Трение качения
При качении одного тела по другому участки поверхности одного тела
кратковременно соприкасаются с различными участками поверхности
другого
тела,
в
результате
такого
контакта
тел
возникает
сопротивление качению.
В конце XIX и в первой половине XX века в разных странах мира были
проведены эксперименты по определению сопротивления качению колеса
вагона или локомотива по рельсу, а также сопротивления качению роликов
или шариков в подшипниках.
В
результате
экспериментального
изучения
этого
явления
установлено, что сопротивление качению (на примере колеса и рельса)
является следствием трех факторов:
1) вдавливание колеса в рельс вызывает деформацию наружного слоя
соприкасающихся тел (деформация требует затрат энергии);
2) зацепление бугорков неровностей и молекулярное сцепление
(являющиеся в то же время причиной возникновения качения колеса по
рельсу);
3) трение скольжения при неравномерном движении колеса (при
ускоренном или замедленном движении).
(Чистое
качение
без
скольжения
–
идеализированная
модель
движения).
Суммарное влияние всех трех факторов учитывается общим
коэффициентом трения качения.
102

103.

Изучая трение качения, как это впервые сделал Кулон, гипотезу
абсолютно твердого тела надо отбросить и рассматривать деформацию
соприкасающихся тел в области контактной площадки.
Так как равнодействующая N реакций опорной поверхности в точках
зоны контакта смещена в сторону скорости центра колеса, непрерывно
набегающего на впереди лежащее микропрепятствие (распределение
реакций в точках контакта несимметричное – рис.2.4), то возникающая
при этом пара сил N и G ( G - сила тяжести) оказывает сопротивление
Vc
C
N
G
Fск
K
N
K
Рис. 2.4
качению (возникновение качения обязано силе сцепления
FСЦ
, которая
образует вторую составляющую полной реакции опорной поверхности).
Момент пары сил
N, G
называется моментом сопротивления
качению. Плечо пары сил «к» называется
коэффициентом трения качения. Он имеет
Fсопр
Vс
C
размерность длины.
Момент
сопротивления
определяется формулой:
MC
Fсц
N
Рис. 2.5
103
N k,
качению

104.

где N - реакция поверхности рельса, равная вертикальной нагрузке на
колесо с учетом его веса.
Колесо, катящееся по рельсу, испытывает сопротивление движению,
которое можно отразить силой сопротивления
Fсопр ,
приложенной к
центру колеса (рис.2.5), при этом: Fсопр R N k , где R – радиус колеса,
откуда
Fсопр
N
k
R
N h,
где h – коэффициент сопротивления, безразмерная величина.
Эту формулу предложил Кулон. Так как множитель
h
k
R
во много раз
меньше коэффициента трения скольжения для тех же соприкасающихся
тел, то сила
Fсопр
на один-два порядка меньше силы трения скольжения.
(Это было известно еще в древности).
Впервые в технике машин это использовал Леонардо да Винчи. Он
изобрел роликовый и шариковый подшипники.
Если на рисунке дается картина сил с обозначением силы
N
Fсопр ,
то силу
показывают без смещения в сторону скорости (колесо и рельс
рассматриваются условно как абсолютно твердые тела).
Повышение угловой скорости качения вызывает рост сопротивления
качению. Для колеса железнодорожного экипажа и рельса рост
сопротивления качению заметен после скорости колесной пары 100 км/час
и происходит по параболическому закону. Это объясняется деформациями
колес и гистерезисными потерями, что влияет на коэффициент трения
качения.
Трение верчения
104

105.

Трение верчения возникает при вращении
тела, опирающегося на некоторую поверхность.
В этом случае следует рассматривать зону
Fск
Fск
r
О
контакта тел, в точках которой возникают
силы трения скольжения FСК (если контакт
Fск
происходит в одной точке, то трение верчения
отсутствует – идеальный случай) (рис.2.6).
Рис. 2.6.
А – зона контакта вращающегося тела, ось
вращения которого перпендикулярна к плоскости этой зоны. Силы трения
скольжения, если их привести к центру круга (при изотропном трении),
приводятся к паре сил сопротивления верчению, момент которой:
М сопр N f ск r ,
где r – средний радиус точек контакта тел;
f ск
- коэффициент трения скольжения (принятый одинаковым для
всех точек и во всех направлениях);
N – реакция опорной поверхности, равная силе давления на эту
поверхность.
Трение верчения наблюдается при вращении оси гироскопа (волчка) или
оси
стрелки
компаса
острием
и
опорной
плоскостью.
Момент
сопротивления верчению стремятся уменьшить, используя для острия и
опоры агат, рубин, алмаз и другие хорошо отполированные очень прочные
материалы, для которых коэффициент трения скольжения менее 0,05, при
этом радиус круга опорной площадки достигает долей мм. (В наручных
часах, например, М сопр менее
5 10
5
мм).
Таблица коэффициентов трения скольжения и качения.
105

106.

к (мм)
f ск
Сталь
по Шарик
стали……0,15
Сталь
из
стали
по
стали……0,01
по Мягкая
бронзе…..0,11
закаленной
сталь
по
мягкой
стали……………0,05
Железо по чугуну…0,19 Дерево
по
стали……………………………0,3-0,4
Сталь
по Резиновая
льду……..0,027
шина
по
грунтовой
дороге……10
Процессы износа контактных поверхностей при
трении
Молекулярное сцепление приводит к образованию связей между
трущимися парами. При сдвиге они разрушаются. Из-за шероховатости
поверхностей трения контактирование пар происходит площадками. На
площадках с небольшим давлением имеет место упругая, а с большим
давлением
-
пластическая
деформация.
Фактическая
площадь
соприкасания пар представляется суммой малых площадок. Размеры
площадок контакта достигают 30-50 мкм. При повышении нагрузки они
растут и объединяются. В процессе разрушения контактных площадок
выделяется тепло, и могут происходить химические реакции.
Различают три группы износа: механический - в форме абразивного
износа, молекулярно-механический - в форме пластической деформации или
хрупкого разрушения и коррозийно-механический - в форме коррозийного и
окислительного износа. Активным фактором износа служит газовая
106

107.

среда, порождающая окислительный износ. Образование окисной пленки
предохраняет пары трения от прямого контакта и схватывания.
Важным фактором является температурный режим пары трения.
Теплота обусловливает физико-химические процессы в слое трения,
переводящие связующие в жидкие фракции, действующие как смазка.
Металлокерамические материалы на железной основе способствуют
повышению коэффициента трения и износостойкости.
Важна быстрая приработка трущихся пар. Это приводит к
быстрому
локальному
износу
и
увеличению
контурной
площади
соприкосновения тел. При медленной приработке локальные температуры
приводят
к
нежелательным
местным
изменениям
фрикционного
материала. Попадание пыли, песка и других инородных частиц из
окружающей среды приводит к абразивному разрушению не только
контактируемого слоя, но и более глубоких слоев. Чрезмерное давление,
превышающее порог схватывания, приводит к разрушению окисной пленки,
местным вырывам материала с последующим, абразивным разрушением
поверхности трения.
Под нагруженностью фрикционной пары понимается совокупность
условий
эксплуатации:
давление
поверхностей
трения,
скорость
относительного скольжения пар, длительность одного цикла нагружения,
среднечасовое число нагружений, температура контактного слоя трения.
Главные требования, предъявляемые к трущимся парам, включают
стабильность коэффициента трения, высокую износостойкость пары
трения, малые модуль упругости и твердость материала, низкий
коэффициент теплового расширения, стабильность физико-химического
состава и свойств поверхностного слоя, хорошая прирабатываемость
фрикционного
материала,
достаточная
107
механическая
прочность,

108.

антикоррозийность,
несхватываемость,
теплостойкость
и
другие
фрикционные свойства.
Основные факторы нестабильности трения - нарушение технологии
изготовления фрикционных элементов; отклонения размеров отдельных
деталей, даже в пределах установленных допусков; несовершенство
конструктивного исполнения с большой чувствительностью к изменению
коэффициента трения.
Абразивный
износ
закономерностям. Износ
фрикционных
пар
подчиняется
следующим
пропорционален пути трения s,
=ks s,
(2.1)
а интенсивность износа— скорости трения
kv
s
(2.2)
Износ не зависит от скорости трения, а интенсивность износа на
единицу пути трения пропорциональна удельной нагрузке р,
s
(2.3)
kp p
Мера интенсивности износа рv не должна превосходить нормы,
определенной на практике (pv<С).
Энергетическая концепция износа состоит в следующем.
Для имеющихся закономерностей износа его величина представляется
интегральной функцией времени или пути трения
t
s
k p pvdt
0
k p pds .
(2.4)
0
В условиях кулонова трения, и в случае
kр = const, износ
пропорционален работе сил трения W
kw W
kp
f
s
W; W
Fds .
(2.5)
0
108

109.

Здесь сила трения F=f N = f p
нормального давления;
; где f – коэффициент трения, N – сила
- контурная площадь касания пар.
Работа сил трения W переходит в тепловую энергию трущихся пар E
и окружающей среды Q
W=Q+ E.
Работа сил кулонова трения при гармонических колебаниях s == а
sin t за период колебаний Т == 2л/
определяется силой трения F и
амплитудой колебаний а
W= 4F а.
(2.6)
3. МЕТОДИКА РАСЧЕТА ОДНОБОЛТОВЫХ ФПС
3.1. Исходные посылки для разработки методики
расчета ФПС
Исходными посылками для разработки методики расчета ФПС
являются
нахлесточных
экспериментальные
соединений
[13],
исследования
позволяющие
одноболтовых
вскрыть
основные
особенности работы ФПС.
Для выявления этих особенностей в НИИ мостов в 1990-1991 гг.
были выполнены экспериментальные исследования деформирования
нахлесточных соединений такого типа. Анализ полученных диаграмм
деформирования позволил выделить для них 3 характерных стадии
работы, показанных на рис. 3.1.
109

110.

На первой стадии нагрузка Т не превышает несущей способности
соединения [Т], рассчитанной как для обычного соединения на
фрикционных высокопрочных болтах.
На второй стадии Т > [Т] и происходит преодоление сил трения по
контактным плоскостям соединяемых элементов при сохраняющих
неподвижность шайбах высокопрочных болтов. При этом за счет
деформации болтов в них растет сила натяжения, и как следствие
растут силы трения по всем плоскостям контактов.
На третьей стадии происходит
срыв с места одной из шайб и
дальнейшее взаимное смещение
соединяемых
элементов.
В
процессе подвижки наблюдается
интенсивный
износ
во
контактных
Рис.3.1. Характерная диаграмма деформирования
ФПС
1 – упругая работа ФПС;
2 – стадия проскальзывания листов ФПС при
заклиненных шайбах, характеризующаяся ростом
натяжения болта вследствие его изгибной деформации;
3 – стадия скольжения шайбы болта,
характеризующаяся интенсивным износом контактных
поверхностей.
всех
парах,
сопровождающийся
падением
натяжения
болтов
и,
следствие,
снижение
как
несущей
способности соединения.
В
процессе
испытаний
наблюдались следующие случаи выхода из строя ФПС:
• значительные взаимные перемещения соединяемых деталей, в
результате которых болт упирается в край овального отверстия и в
конечном итоге срезается;
• отрыв головки болта вследствие малоцикловой усталости;
110

111.

• значительные пластические деформации болта, приводящие к его
необратимому удлинению и исключению из работы при “обратном
ходе" элементов соединения;
• значительный износ контактных поверхностей, приводящий к
ослаблению болта и падению несущей способности ФПС.
Отмеченные
результаты
экспериментальных
исследований
представляют двоякий интерес для описания работы ФПС. С одной
стороны для расчета усилий и перемещений в элементах сооружений с
ФПС важно задать диаграмму деформирования соединения. С другой
стороны необходимо определить возможность перехода ФПС в
предельное состояние.
Для описания диаграммы деформирования наиболее существенным
представляется факт интенсивного износа трущихся элементов
соединения, приводящий к падению сил натяжения болта и несущей
способности соединения. Этот эффект должен определять работу как
стыковых, так и нахлесточных ФПС. Для нахлесточных ФПС важным
является
и
дополнительный
рост
сил
натяжения
вследствие
деформации болта.
Для оценки возможности перехода соединения в предельное
состояние необходимы следующие проверки:
а) по предельному износу контактных поверхностей;
б) по прочности болта и соединяемых листов на смятие в случае
исчерпания зазора ФПС u0;
в) по несущей способности конструкции в случае удара в момент
закрытия зазора ФПС;
г) по прочности тела болта на разрыв в момент подвижки.
111

112.

Если учесть известные результаты [11,20,21,26], показывающие,
что закрытие зазора приводит к недопустимому росту ускорений в
конструкции,
то
проверки
(б)
и
(в)
заменяются
проверкой,
ограничивающей перемещения ФПС и величиной фактического зазора в
соединении u0.
Решение вопроса об износе контактных поверхностей ФПС и
подвижке в соединении должно базироваться на задании диаграммы
деформирования соединения, представляющей зависимость его несущей
способности Т от подвижки в соединении s. Поэтому получение
зависимости Т(s) является основным для разработки методов расчета
ФПС и сооружений с такими соединениями. Отмеченные особенности
учитываются далее при изложении теории работы ФПС.
3.2. Общее уравнение для определения несущей
способности ФПС
Для
построения
общего
уравнения
деформирования
ФПС
обратимся к более сложному случаю нахлесточного соединения,
характеризующегося трехстадийной диаграммой деформирования. В
случае стыкового соединения второй участок на диаграмме Т(s) будет
отсутствовать.
Первая стадия работы ФПС не отличается от работы обычных
фрикционных соединений. На второй и третьей стадиях работы
несущая способность соединения поменяется вследствие изменения
натяжения болта. В свою очередь натяжение болта определяется его
деформацией (на второй стадии деформирования нахлесточных
соединений) и износом трущихся поверхностей листов пакета при их
112

113.

взаимном
смещении.
диаграммы
При
этом
деформирования
для
теоретического
воспользуемся
описания
классической
теорией
износа [5, 14, 23], согласно которой скорость износа V пропорциональна
силе нормального давления (натяжения болта) N:
V
(3.1)
K N,
где К— коэффициент износа.
В свою очередь силу натяжения болта N можно представить в
виде:
N
N0
здесь
N1
N0 -
N1
(3.2)
N2
начальное -натяжение болта, а - жесткость болта;
, где l - длина болта, ЕF - его погонная жесткость,
EF
l
a
a
увеличение
f(s)-
k
натяжения
болта
вследствие
его
деформации;
N2
(s)
- падение натяжения болта вследствие его пластических
деформаций;
s - величина подвижки в соединении,
- износ в соединении.
Для стыковых соединений обе добавки N1
N2
0.
Если пренебречь изменением скорости подвижки, то скорость V
можно представить в виде:
V
d
dt
d ds
ds dt
V ср ,
(3.3)
где V ср — средняя скорость подвижки.
После подстановки (3.2) в (3.1) с учетом (3.3) получим уравнение:
k a
где
k
k
N0
к
f(s)
(3.4)
(s) ,
K / Vср .
Решение уравнения (3.4) можно представить в виде:
113

114.

s
k N0 a
1
1 e
kas
e ka( s z ) k
k
f(z)
( z ) dz ,
0
или
s
k
N0 a 1
e kas k
k
f(z)
ekazdz
(z)
N0 a 1 .
(3.5)
0
3.3. Решение общего уравнения для стыковых ФПС
Для стыковых соединений общий интеграл (3.5) существенно
упрощается, так как в этом случае N1
функции
f(z)
и
( z ),
0 , и обращаются в 0
N2
входящие в (3.5). С учетом сказанного
использование интеграла. (3.5) позволяет получить следующую формулу
для определения величины износа
1 e kas
:
k N0 a 1
(3.6)
Падение натяжения N при этом составит:
1 e kas
N
а
(3.7)
k N0 ,
несущая
соединений
способность
определяется
по
формуле:
T
T0 f
T0
1
N
T0
1 e kas
1 e kas
f
k
k
N0
a 1
a 1 .
(3.8)
Рис.3.2.Падение несущей способности ФПС в
зависимости от величины подвижки для болта 24
мм при коэффициенте износа k=5 10-8Н-1 для
различной толщины листов пакета l
- l=20 мм;
- l=30 мм; - l=40 мм; - l=50 мм;
- l=60 мм; - l=70 мм; - l=40 мм
Как
видно
из
полученной
формулы относительная несущая
способность соединения КТ =Т/Т0
определяется всего двумя параметрами - коэффициентом износа k и
жесткостью болта на растяжение а. Эти параметры могут быть
114

115.

заданы с достаточной точностью и необходимые для этого данные
имеются в справочной литературе.
На рис. 3.2 приведены зависимости КТ(s) для болта диаметром 24
мм и коэффициента износа k~5×10-8 H-1 при различных значениях
толщины пакета l, определяющей жесткость болта а. При этом для
наглядности несущая способность соединения Т отнесена к своему
начальному значению T0, т.е. графические зависимости представлены в
безразмерной форме. Как видно из рисунка, с ростом толщины пакета
падает влияние износа листов на несущую способность соединений. В
целом падение несущей способности
соединений весьма существенно и при
реальных величинах подвижки s
2 3см
составляет
соединений
- l=20 мм; - l=30 мм; - l=40 мм;
- l=50 мм; - l=60 мм; - l=70 мм; - l=80 мм
несущей
стыковых
80-94%.
существенно
Рис.3.3. Падение несущей способности ФПС в
зависимости от величины подвижки для болта
24 мм при коэффициенте износа k=3 10-8Н-1 для
различной толщины листов пакета l
для
на
Весьма
характер
способности
падений
соединения
сказывается коэффициент износа k.
На
рис.3.3
приведены
зависимости
несущей способности соединения от
величины подвижки s при k~3×10-8 H-1.
Исследования показывают, что при k > 2 10-7 Н-1 падение несущей
способности соединения превосходит 50%. Такое падение натяжения
должно приводить к существенному росту взаимных смещений
соединяемых деталей и это обстоятельство должно учитываться в
инженерных расчетах. Вместе с тем рассматриваемый эффект будет
приводить к снижению нагрузки, передаваемой соединением. Это
позволяет при использовании ФПС в качестве сейсмоизолирующего
115

116.

элемента конструкции рассчитывать усилия в ней, моделируя ФПС
демпфером сухого трения.
3.4. Решение общего уравнения для нахлесточных
ФПС
Для нахлесточных ФПС общее решение (3.5) определяется видом
функций f(s) и
>(s).Функция f(s) зависит от удлинения болта
вследствие искривления его оси. Если принять для искривленной оси
аппроксимацию в виде:
u( x )
s sin
x
,
2l
(3.9)
где x — расстояние от середины болта до рассматриваемой точки
(рис. 3.3), то длина искривленной оси стержня составит:
1
2
L
du
dx
1
1
2
s
1
1
2 2
2
cos 2
8l 2
1
1
2
2
dx
1
1
1
2
s
4l
cos
2l
dx
1
1
2
x
dx 1
2l
2
s2 2
8l
2
cos
x
dx
2l
2
s2 2
.
8l
2
Удлинение болта при этом определится по формуле:
l
s2 2
.
8l
L l
Учитывая,
(3.10)
что
приближенность
представления
(3.9)
компенсируется коэффициентом k, который может быть определен из
экспериментальных данных, получим следующее представление для f(s):
f(s)
s2
l
.
Для дальнейшего необходимо учесть, что деформирование тела
болта будет иметь место лишь до момента срыва его головки, т.е. при
116

117.

s < s0. Для записи этого факта воспользуемся единичной функцией
Хевисайда :
f(s)
s2
( s s0 ).
l
(3.11)
Перейдем теперь к заданию функции
(s). При этом необходимо
учесть следующие ее свойства:
1. пластика проявляется лишь при превышении подвижкой s
некоторой величины Sпл, т.е. при Sпл<s<S0.
2. предельное натяжение стержня не превосходит усилия Nт, при
котором напряжения в стержне достигнут предела текучести,
т.е.:
( s )) 0 .
кf ( s )
lim ( N0
(3.12)
s
Указанным условиям удовлетворяет функция (s) следующего вида:
(s)
N пл ( NТ
N пл ) ( 1 e q( s Sпл ) )
1
( s s0 )
( s S пл).
(3.13)
Подстановка выражений (3.11, 3.12) в интеграл (3.5) приводит к
следующим зависимостям износа листов пакета
от перемещения s:
при s<Sпл
N0
k 2
( 1 e k1as )
s
a
al
s
2
s
k1a
2
k1a
2
1 e k1as ,
(3.14)
при Sпл< s<S0
(s)
e
I
N
( Sпл ) k1( T 1 ek1a( S пл s )
k1a
( S пл s )
e
k1a( S пл s )
NT N пл
k1 a
(3.15)
),
при s<S0
(s)
II ( S )
0
Несущая
N ( S0 )
( 1 e k 2 a( s S0 ) ).
a
способность
(3.16)
соединения
выражением:
117
определяется
при
этом

118.

T
T0
fv a
(3.17)
.
Здесь fv— коэффициент трения, зависящий в общем случае от
скорости
подвижки
v.
Ниже
мы
используем
наиболее
распространенную зависимость коэффициента трения от скорости,
записываемую в виде:
f
f0
1 kvV
,
(3.18)
где kv — постоянный коэффициент.
Предложенная
зависимость
содержит
9
неопределенных
параметров:
k1, k2, kv, S0, Sпл, q, f0, N0, и k0. Эти параметры должны определяться
из данных эксперимента.
В отличие от стыковых соединений в формуле (3.17) введено два
коэффициента износа - на втором участке диаграммы деформирования
износ
определяется
трением
между
листами
пакета
и
характеризуется коэффициентом износа k1, на третьем участке износ
определяется трением между шайбой болта и наружным листом
пакета; для его описания введен коэффициент износа k2.
На
рис.
3.4
приведен
пример
теоретической
диаграммы
деформирования при реальных значениях параметров k1 = 0.00001; k2
=0.000016; kv = 0.15; S0 = 10 мм; Sпл = 4 мм; f0 = 0.3; N0 = 300 кН. Как
видно
из
рисунка,
теоретическая
диаграмма
деформирования
соответствует описанным выше экспериментальным диаграммам.
118

119.

Рис. 3.4 Теоретическая диаграмма деформирования ФПС
119

120.

26
4. АНАЛИЗ ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНЫХ
ИССЛЕДОВАНИЙ РАБОТЫ ФПС
Для анализа работы ФПС и сооружений с такими соединениями необходимы
фактические
данные
о
параметрах
исследуемых
соединений.
Экспериментальные
исследования работы ФПС достаточно трудоемки, однако в 1980-85 гг. такие исследования
были начаты в НИИ мостов А.Ю.Симкиным [3,11]. В частности, были получены записи Т(s)
для нескольких одноболтовых и четырехболтовых соединений.
Для анализа поведения ФПС были испытаны соединения с болтами диаметром 22, 24,
27 и 48 мм. Принятые размеры образцов обусловлены тем, что диаметры 22, 24 и 27 мм
являются наиболее распространенными. Однако при этом в соединении необходимо
размещение слишком большого количества болтов, и соединение становится громоздким.
Для уменьшения числа болтов необходимо увеличение их диаметра. Поэтому было
рассмотрено ФПС с болтами наибольшего диаметра 48 мм. Общий вид образцов показан на
рис. 4.1.
Рис. 4.1 Общий вид образцов ПС с болтами
48 мм
Пластины ФПС были выполнены из толстолистовой стали марки 10ХСНД.
Высокопрочные болты были изготовлены тензометрическими из стали 40Х "селект" в
соответствии с требованиями [6]. Контактные поверхности пластин были обработаны
протекторной цинкосодержащей грунтовкой ВЖС-41 после дробеструйной очистки. Болты
были предварительно протарированы с помощью электронного пульта АИ-1 и при сборке
соединений натягивались по этому же пульту в соответствии с тарировочными
зависимостями ручным ключом на заданное усилие натяжения N0.
120
4.

121.

АНАЛИЗ ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНЫХ
ИССЛЕДОВАНИЙ РАБОТЫ ФПС
Для анализа работы ФПС и сооружений с такими соединениями
необходимы
фактические
данные
соединений.
Экспериментальные
о
параметрах
исследования
исследуемых
работы
ФПС
достаточно трудоемки, однако в 1980-85 гг. такие исследования были
начаты в НИИ мостов А.Ю.Симкиным [3,11]. В частности, были
получены записи Т(s) для нескольких одноболтовых и четырехболтовых
соединений.
Для анализа поведения ФПС были испытаны соединения с болтами
диаметром 22, 24, 27 и 48 мм. Принятые размеры образцов обусловлены
Рис. 4.1 Общий вид образцов ПС с болтами
тем,
что
диаметры
22,
24
и
27
48 мм
мм
являются
наиболее
распространенными. Однако при этом в соединении необходимо
размещение слишком большого количества болтов, и соединение
становится громоздким. Для уменьшения числа болтов необходимо
121

122.

увеличение их диаметра. Поэтому было рассмотрено ФПС с болтами
наибольшего диаметра 48 мм. Общий вид образцов показан на рис. 4.1.
Пластины ФПС были выполнены из толстолистовой стали марки
10ХСНД.
Высокопрочные
болты
были
изготовлены
тензометрическими из стали 40Х "селект" в соответствии с
требованиями
[6].
Контактные
поверхности
пластин
были
обработаны протекторной цинкосодержащей грунтовкой ВЖС-41
после
дробеструйной
очистки.
Болты
были
предварительно
протарированы с помощью электронного пульта АИ-1 и при сборке
соединений натягивались по этому же пульту в соответствии с
тарировочными зависимостями ручным ключом на заданное усилие
натяжения N0.
Испытания проводились на пульсаторах в НИИ мостов и на
универсальном динамическом стенде УДС-100 экспериментальной базы
ЛВВИСКУ. В испытаниях на стенде импульсная нагрузка на ФПС
обеспечивалась путем удара движущейся массы М через резиновую
прокладку в рабочую тележку, связанную с ФПС жесткой тягой. Масса
и скорость тележки, а также жесткость прокладки подбирались
таким образом, чтобы при неподвижной рабочей тележке получился
импульс силы с участком, на котором сила сохраняет постоянное
значение, длительностью около 150 мс. Амплитудное значение
импульса силы подбиралось из условия некоторого превышения несущей
способности ФПС. Каждый образец доводился до реализации полного
смещения по овальному отверстию.
Во
время
испытаний
на
стенде
и
пресс-пульсаторах
контролировались следующие параметры:
• величина динамической продольной силы в пакете ФПС;
122

123.

• взаимное смещение пластин ФПС;
• абсолютные скорости сдвига пластин ФПС;
• ускорение движения пластин ФПС и ударные массы (для
испытаний на стенде).
После
каждого
нагружения
проводился
замер
напряжения
высокопрочного болта.
Из полученных в результате замеров данных наибольший интерес
представляют для нас зависимости продольной силы, передаваемой на
соединение (несущей способности ФПС), от величины подвижки S. Эти
зависимости могут быть получены теоретически по формулам,
приведенным выше в разделе 3. На рисунках 4.2 - 4.3 приведено
графическое
Рис. 4.2, 4.3 Экспериментальные диаграммы деформирования
ФПС для болтов 22 мм и 24 мм.
представление
полученных
диаграмм
деформирования
ФПС.
Из
рисунков видно, что характер зависимостей Т(s) соответствует в
целом
принятым
гипотезам
и
результатам
теоретических
построений предыдущего раздела. В частности, четко проявляются
три
участка
деформирования
соединения:
до
проскальзывания
элементов соединения, после проскальзывания листов пакета и после
123

124.

проскальзывания шайбы относительно наружного листа пакета.
Вместе
с
тем,
необходимо
отметить
существенный
разброс
полученных диаграмм. Это связано, по-видимому, с тем, что в
проведенных испытаниях принят наиболее простой приемлемый
способ обработки листов пакета. Несмотря на наличие существенного
разброса, полученные диаграммы оказались пригодными для дальнейшей
обработки.
В результате предварительной обработки экспериментальных
данных построены диаграммы деформирования нахлесточных ФПС. В
соответствии с ранее изложенными теоретическими разработками
эти диаграммы должны описываться уравнениями вида (3.14). В
указанные уравнения входят 9 параметров:
N0— начальное натяжение; f0 — коэффициент трения покоя;
k0
—
коэффициент,
определяющий
влияние
скорости
на
коэффициент трения скольжения;
k1— коэффициент износа по контакту трущихся листов пакета;
k2— коэффициент износа по контакту листа и шайбы;
Sпл — предельное смещение, при котором возникают пластические
деформации в теле болта;
S0— предельное смещение, при котором возникает срыв шайбы
болта относительно листа пакета;
к — коэффициент, характеризующий увеличение натяжения
болта вследствие геометрической нелинейности его работы;
q — коэффициент, характеризующий уменьшение натяжения
болта вследствие его пластической работы.
Обработка экспериментальных данных заключалась в определении
этих 9 параметров. При этом параметры варьировались на сетке их
124

125.

возможных значений. Для каждой девятки значений параметров по
методу наименьших квадратов вычислялась величина невязки между
расчетной и экспериментальной диаграммами деформирования, причем
невязка суммировалась по точкам цифровки экспериментальной
диаграммы.
Для поиска искомых значений параметров для болтов диаметром
24 мм последние варьировались в следующих пределах:
k1, k2— от 0.000001 до 0.00001 с шагом 0.000001 Н; kv— от 0 до 1 с
шагом 0.1 с/мм;
S0 — от величины Sпл до 25 с шагом 1 мм; Sпл — от 1 до 10 с шагом 1
мм;
q— от 0.1 до 1 с шагом 0.1 мм~1; f0— от 0.1 до 0.5 с шагом 0.05;
N0— от 30 до 60 с шагом 5 кН; к — от 0.1 до 1 с шагом 0.1;
Н
а рис.
4.4 и
4.5
приве
дены
харак
Рис. 4.5
Рис.4.4
терн
ые
диаграммы деформирования ФПС, полученные экспериментально и
соответствующие им теоретические диаграммы. Сопоставление
расчетных и натурных данных указывают на то, что подбором
параметров ФПС удается добиться хорошего совпадения натурных и
расчетных диаграмм деформирования ФПС. Расхождение диаграмм на
125

126.

конечном их участке обусловлено резким падением скорости подвижки
перед остановкой, не учитываемым в рамках предложенной теории
расчета ФПС. Для болтов диаметром 24 мм было обработано 8
экспериментальных
определения
диаграмм
параметров
деформирования.
соединения
для
Результаты
каждой
из
подвижек
приведены в таблице 4.1.
Таблица 4.1
Результаты определения параметров ФПС
параметры k1106, k2 106,
N подвижки кН-1 кН-1
1
11
32
2
8
15
3
12
27
4
7
14
5
14
35
6
6
11
7
8
20
8
8
15
k,
с/мм
0.25
0,24
0.44
0.42
0.1
0.2
0.2
0.3
S 0,
мм
11
8
13.5
14.6
8
12
19
9
SПЛ
мм
9
7
11.2
12
4.2
9
16
2.5
q,
мм-1
0.00001
0.00044
0.00012
0.00011
0.0006
0.00002
0.00001
0.00028
f0
0.34
0.36
0.39
0.29
0.3
0.3
0.3
0.35
N0,
кН
105
152
125
193
370
120
106
154
к
260
90
230
130
310
100
130
75
Приведенные в таблице 4.1 результаты вычислений параметров
соединения
были
статистически
обработаны
и
получены
математические ожидания и среднеквадратичные отклонения для
каждого из параметров. Их значения приведены в таблице 4.2. Как
видно из приведенной таблицы, значения параметров характеризуются
значительным
разбросом.
Этот
факт
затрудняет
применение
одноболтовых ФПС с рассмотренной обработкой поверхности (обжиг
листов пакета).
Вместе с тем, переход от одноболтовых к
многоболтовым соединениям должен снижать разброс в параметрах
диаграммы деформирования.
Таблица. 4.2.
126

127.

Результаты статистической обработки значений параметров
ФПС
Значения параметров
Параметр математическ среднеквадратично
ы
ое
е
6
1
соединения
k1 10 , КН9.25
2.76
ожидание
отклонение
6
1
k2 10 , кН21.13
9.06
kv с/мм
0.269
0.115
S0, мм
11.89
3.78
Sпл , мм
8.86
4.32
-1
q, мм
0.00019
0.00022
f0
0.329
0.036
Nо,кН
165.6
87.7
165.6
88.38
5. ОЦЕНКА ПАРАМЕТРОВ ДИАГРАММЫ
ДЕФОРМИРОВАНИЯ МНОГОБОЛТОВЫХ
ФРИКЦИОННО-ПОДВИЖНЫХ СОЕДИНЕНИЙ (ФПС)
5.1. Общие положения методики расчета
многоболтовых ФПС
Имеющиеся теоретические и экспериментальные исследования
одноболтовых ФПС позволяют перейти к анализу многоболтовых
соединений. Для упрощения задачи примем широко используемое в
исследованиях фрикционных болтовых соединений предположение о
том, что болты в соединении работают независимо. В этом случае
математическое ожидание несущей способности T и дисперсию DT
(или среднеквадратическое отклонение T ) можно записать в виде:
127

128.

T ( s , 1 , 2 ,... k ) p1( 1 ) p2 ( 2 )...pk ( k )d 1d 2 ...d k
T( s )
(T
DT
(5.1)
T )2 p1 p2 ...pk d 1d 2 ...d k
(5.2)
... T 2 p1 p2 ...pk d 1d 2 ...d k
T
T
2
(5.3)
DT
В приведенных формулах:
T ( s , 1 , 2 ,... k )
- найденная выше зависимость несущей способности T
от подвижки s и параметров соединения
параметров
i;
в нашем случае в качестве
выступают коэффициент износа k, смещение при срыве
соединения S0 и др.
pi(ai) — функция плотности распределения i-го параметра; по
имеющимся данным нам известны лишь среднее значение
i
и их
стандарт (дисперсия).
Для дальнейших исследований приняты два возможных закона
распределения параметров ФПС: равномерное в некотором возможном
диапазоне изменения параметров
учесть,
что
в
предыдущих
математических ожиданий
i
min
i
max
исследованиях
и стандарта
i,
и нормальное. Если
получены
величины
то соответствующие
функции плотности распределения записываются в виде:
а) для равномерного распределения
pi
1
2 i 3
при
3
3
и pi = 0 в остальных случаях;
б) для нормального распределения
128
(5.4)

129.

1
pi
i 2
i ai
2 i2
e
2
(5.5)
.
Результаты расчетного определения зависимостей T(s) и
(s) при
двух законах распределения сопоставляются между собой, а также с
данными натурных испытаний двух, четырех, и восьми болтовых ФПС.
5.2. Построение уравнений деформирования
стыковых многоболтовых ФПС
Для
вычисления
несущей
способности
соединения
сначала
рассматривается более простое соединение встык. Такое соединение
характеризуется всего двумя параметрами - начальной несущей
способностью Т0 и коэффициентом износа k. При этом несущая
способность одноболтового соединения описывается уравнением:
T=Toe-kas .
(5.6)
В случае равномерного распределения математическое ожидание
несущей способности соединения из п болтов составит:
T0
T
T
3
n
T0
k
T
3
T
3
e kas
T
T
3
k
dk
dT
2 k 3
2 T 3
(5.7)
sh( sa k 3 )
nT0 e kas
.
sa k
При нормальном законе распределения математическое ожидание
несущей способности соединения из п болтов определится следующим
образом:
129

130.

( k k )2
( T T )2
T
1
T e kas
n
e
2
T
2 T2
1
2
k
2 k2
e
( k k )2
( T T )2
1
n
T 2
Если
2 T2
Te
учесть,
математическим
dkdT
1
dT
e kase
k 2
что
для
любой
ожиданием
2 k2
dk .
случайной
функцией
x
величины
распределения
с
x
р(х}
выполняется соотношение:
x
x p( x ) dx ,
то первая скобка. в описанном выражении для вычисления несущей
способности
соединения
Т
равна
математическому
ожиданию
начальной несущей способности Т0. При этом:
T
kas
1
nT0
( k k )2
e
k 2
2 k2
dk .
Выделяя в показателе степени полученного выражения полный
квадрат, получим:
T
1
nT0
e
k 2
as k
1
nT0
k
2
e
k k as k2
2 k2
as k2
2
e
2
as k
as k2
2
dk
k k as k2
2 k2
2
dk .
Подынтегральный член в полученном выражении с учетом
1
множителя
k
2
представляет не что иное, как функцию плотности
нормального распределения с математическим ожиданием
среднеквадратичным отклонением
130
k
k
as k2
и
. По этой причине интеграл в

131.

полученном выражении тождественно равен 1
и выражение для
несущей способности соединения принимает окончательный вид:
a 2 s 2 k2
ask
T
2
nT0 e
.
(5.8)
Соответствующие принятым законам распределения дисперсии
составляют:
для равномерного закона распределения
D
где
2
nT0 e 2 ask
1
shx
;x
x
F( x )
2
T
2
T0
F( 2 x )
F ( x )2 ,
(5.9)
sa k 3
для нормального закона распределения
D n T0
где
A1
2
2
T
1
( A1 ) e
A1
T0
2
1 A
e 1
2
2
( A)
,
(5.10)
2as( k2 as k ).
Представляет интерес сопоставить полученные зависимости с
аналогичными зависимостями, выведенными выше для одноболтовых
соединений.
Рассмотрим,
прежде
всего,
характер
изменения
несущей
способности ФПС по мере увеличения подвижки s и коэффициента
износа k для случая использования равномерного закона распределения в
соответствии с формулой (5.4). Для этого введем по аналогии с (5.4)
безразмерные характеристики изменения несущей способности:
относительное падение несущей способности
1
T
nT0
kas
e
sh( x )
x .
(5.11)
131

132.

коэффициент перехода от одноболтового к многоболтовому
соединению
T
1
sh( x )
.
x
nT0 e kas
Наконец
для
отклонения
1
с
(5.12)
относительной
величины
среднеквадратичного
с использованием формулы (5.9) нетрудно получить
1
nT0 e kas n
1
2
T
2
T0
sh 2 x
2x
shx
x
2
(5.13)
.
Аналогичные зависимости получаются и для случая нормального
распределения:
2
1 A
e 1
2
2
1
e
2
2
1
n
( A)
,
(5.14)
2 2
k s kas
2
1
2
T
2
T0
,
1
( A)
1
( A1 ) e A1
(5.15)
1 A
e 1
2
2
( A)
(5.16)
,
где
A
2 2
ks
2
2 s ka ,
A1
2 As( k2 sa k ) ,
( A)
2
A
2
e z dz .
0
На рис. 5.1 - 5.2 приведены зависимости
i
и
i от
величины
подвижки s. Кривые построены при тех же значениях переменных, что
использовались нами ранее при построении зависимости T/T0 для
одноболтового соединения. Как видно из рисунков, зависимости
i
( k ,s )
аналогичны зависимостям, полученным для одноболтовых соединений,
но характеризуются большей плавностью, что должно благоприятно
сказываться на работе соединения и конструкции в целом.
132

133.

Особый интерес представляет с нашей точки зрения зависимость
коэффициента перехода
ожидание
несущей
i
( k , a , s ) . По своему смыслу математическое
способности
многоболтового
соединения
T
получается из несущей способности одноболтового соединения Т1
умножением на , т.е.:
T
(5.17)
T1
Согласно (5.12) lim x
1
. В частности,
1
при неограниченном
увеличении математического ожидания коэффициента износа k или
смещения s. Более того, при выполнении условия
k
k
(5.18)
3
будет иметь место неограниченный рост несущей способности ФПС
с увеличением подвижки s, что противоречит смыслу задачи.
Полученный результат ограничивает возможность применения
равномерного распределения условием (5.18).
Что касается нормального распределения, то возможность его
применения определяется пределом:
lim
s
2
1
lim e( kas
2s
A)
1
( A) .
Для анализа этого предела учтем известное в теории вероятности
соотношение:
lim 1
x
x
1
lim
e
x
2
x2
2
1
.
x
133

134.

1=
а)
2=Т/nT0
S, мм
Подвижка S, мм
Рис.5.1. Графики зависимости расчетного снижения несущей
способности ФПС от величины подвижки в соединении при различной
толщине пакета листов l
134

135.

а) при использовании равномерного закона распределения параметров
ФПС
б) при использовании нормального закона распределения параметров
ФПС
● - l=20мм; ▼- l=30мм; □ - l=40мм; - l=50мм; - l=60мм; ○ - l=70мм;
l=80мм;
135
-

136.

1
а)
S, мм
Коэффициент перехода
2
б)
Подвижка S, мм
136

137.

Рис.5.2. Графики зависимости коэффициента перехода от
одноболтового к многоболтовому ФПС от величины подвижки в
соединении при различной толщине пакета листов l
а) при использовании равномерного закона распределения параметров
ФПС
б) при использовании нормального закона распределения параметров
ФПС
● - l=20мм;
- l=30мм; □ - l=40мм; - l=50мм; - l=60мм; ○ - l=70мм;
l=80мм
-
С учетом сказанного получим:
lim
s
2
1
lim e kas
s
2
A
1
e
2
A2
2
1
A
0.
(5.19)
Предел (5.19) указывает на возможность применения нормального
закона распределения при любых соотношениях k и k.
Результаты
обработки
экспериментальных
исследований,
выполненные ранее, показывают, что разброс значений несущей
способности ФПС для случая обработки поверхностей соединяемых
листов путем нанесения грунтовки ВЖС достаточно велик и достигает
50%. Однако даже в этом случае применение ФПС вполне приемлемо, если
перейти от одноболтовых к многоболтовым соединениям. Как следует
из полученных формул (5.13, 5.16), для среднеквадратичного отклонения
1
последнее убывает пропорционально корню из числа болтов.
рисунке
5.3
приведена
зависимость
среднеквадратичного отклонения
1
относительной
На
величины
от безразмерного параметра х для
безразмерной подвижки 2-х, 4-х, 9-ти и 16-ти болтового соединений.
137

138.

Значения
T
и T0 приняты в соответствии с данными выполненных
экспериментальных исследований. Как видно из графика, уже для 9-ти
болтового соединения разброс значений несущей способности Т не
превосходит 25%, что следует считать вполне приемлемым.
Рис.5.3. Зависимость относительного разброса несущей
способности ФПС от величины подвижки при различном
числе болтов n
5.3. Построение уравнений деформирования
нахлесточных многоболтовых соединений
Распространение
использованного
выше
подхода
на
расчет
нахлесточных соединений достаточно громоздко из-за большого
количества случайных параметров, определяющих работу соединения.
Однако с практической точки зрения представляется важным учесть
лишь максимальную силу трения Тmax, смещение при срыве соединения S0 и
138

139.

коэффициент
износа
k.
При
этом
диаграмма
деформирования
соединения между точками (0,Т0) и (S0, Tmax) аппроксимируется линейной
зависимостью. Для учета излома графика T(S) в точке S0 введена
функция
:
S , S0
1 при 0
S
0 при S
S0
S0
(5.20)
При этом диаграмма нагружения ФПС описывается уравнением:
T ( S ) T1( S , S0 ,T0 ,Tmax ) ( S , S0 ) T2 ( S ,Tmax ,k ,S0 ) 1
где
T1( S ) T0
( Tmax
T0 )
S
,
S0
(5.21)
( S , S0 ) ,
T2 ( S ) Tmax e ka( S S0 ) .
Математическое ожидание несущей способности нахлесточного
соединения из n болтов определяется следующим интегралом:
T
n
T ( S ) p( k ) p( S0 ) p( Tmax ) dk dS0 dT0 dTmax
n I1
I2
(5.22)
k S0 T0 Tmax
Обратимся сначала к вычислению первого интеграла. После
подстановки в (5.22) представления для Т1 согласно (5.20) интеграл I1
может быть представлен в виде суммы трех интегралов:
I1
T0
( Tm ax T0 )
S0 T0 Tmax
dS 0 dT0 dTm ax
I 1,1
I 1,2
s
S0
s , S 0 p( S 0 ) p( T0 ) p( Tm ax )
I 1,3
(5.23)
где
139

140.

I1,1
T0 p( T0 ) ( s , S0 )p( S0 ) p( T0 ) p( Tmax )dTmax dS0 dT0
S0 T0 Tmax
T0 p( T0 )dT0
T0
s , S0 p( S0 )dS0
S0
Tmax p( Tmax )dTmax
Tmax
Если учесть, что для любой случайной величины x выполняются
соотношения:
xp( x )dx
p( x )dx
x,
и
1
то получим
I 1,1
T
( s ,S0 )p( S0 ) dS0 .
S0
Аналогично
I1,2
Tmax
S0 T0 Tmax
T max
S0
( s , S0 )
p( S0 ) dS0 .
S0
I1,3
T0
S0 T0 Tmax
T0
S0
s
( s , S0 )p( S0 ) p( T0 ) p( Tmax ) dS0 dT0 dTmax
S0
s
( s , S0 )p( S0 ) p( T0 ) p( Tmax ) dS0 dT0 dTmax
S0
( s , S0 )
p( S0 ) dS0 .
S0
Если ввести функции
1( s )
( s , S0 ) p( S0 ) dS0
(5.24)
и
140

141.

( s , S0 )
p( S0 ) dS0 ,
S0
1( s )
(5.25)
то интеграл I1 можно представить в виде:
I1
T 1( s ) ( T max
(5.26)
T 0 )s 2 ( s ).
Если учесть, что на первом участке s < S0, то с учетом (5.20)
формулы (5.24) и (5.25) упростятся и примут вид:
1( s )
(5.27)
p( S0 )dS0
s
2( s )
s
p( S0 )
dS0 .
S0
(5.28)
Для нормального распределения p(S0) функция
1
1 erf ( s ) , а функция
записывается в виде:
( S0 S 0 ) 2
2 s2
e
2
s
(5.29)
dS0 .
S0
Для равномерного распределения функции
1
и
2
могут быть
представлены аналитически:
1 при s
1
S0
S0
s при S 0
s 3
0 при s
1
2 s 3
1
2
ln
ln
s 3
S0
s 3
S0
s 3
2 s 3
0 при s
s 3
s
S0
S0
(5.30)
s 3
s 3.
S0
S0
s 3 s
при s
при S 0
S0
s 3
s 3 s
s 3
141
S0
s 3
(5.31)

142.

Аналитическое представление для интеграла (5.23) весьма сложно.
Для большинства видов распределений его целесообразно табулировать;
для равномерного распределения интегралы I1 и I2 представляются в
замкнутой форме:
T0
I1
( T max
1
2 s 3
T0 )
S
2 s 3
T 0 S0
3
s
при
0 при
0 при S
I2
Tm
2 s 3
S
S0
S0
s
ln
S0
s
3
S0
s
3
S ln
S0
S0
s
при
3
3
S
S0
( T max
s
s
S
S0
s
s
T 0 )S ln
3
S0
s
s
3
(5.32)
3
3
s 3
при S
F( S ) F( s 3 )
причем F ( x ) Ei ax( k
k
3)
S0
(5.33)
s 3,
Ei ax( k
k
3 ) . В формулах (5.32, 5.33) Ei -
интегральная показательная функция.
Полученные
экспериментальных
формулы
подтверждены
исследований
многоболтовых
результатами
соединений
и
рекомендуются к использованию при проектировании сейсмостойких
конструкций с ФПС.
142

143.

42
6. РЕКОМЕНДАЦИИ ПО ТЕХНОЛОГИИ
ИЗГОТОВЛЕНИЯ ФПС И СООРУЖЕНИЙ С
ТАКИМИ СОЕДИНЕНИЯМИ
Технология изготовления ФПС включает выбор материала элементов соединения,
подготовку контактных поверхностей, транспортировку и хранение деталей, сборку
соединений. Эти вопросы освещены ниже.
6.1. Материалы болтов, гаек, шайб и покрытий
контактных поверхностей стальных деталей ФПС
и опорных поверхностей шайб
Для ФПС следует применять высокопрочные болты по ГОСТ 553-77, гайки по ГОСТ
22354-74, шайбы по ГОСТ 22355-75 с обработкой опорной поверхности по указаниям
раздела 6.4 настоящего пособия. Основные размеры в мм болтов, гаек и шайб и расчетные
площади поперечных сечений в мм2 приведены в табл.6.1.
Таблица 6.1.
Номиналь
Расчетная
Высота
Высота
ный
площадь
головки
гайки
12
15
диаметр по сечения
телу по резьбе
по
болта
16
201
157
Размер
Диаметр
Размеры шайб
Толщина
Диаметр
под ключ опис.окр.
внутр.
нар.
гайки
27
29,9
4
18
37
18
255
192
13
16
30
33,3
4
20
39
20
314
245
14
18
32
35,0
4
22
44
22
380
303
15
19
36
39,6
6
24
50
24
453
352
17
22
41
45,2
6
26
56
27
573
459
19
24
46
50,9
6
30
66
30
707
560
19
24
46
50,9
6
30
66
36
1018
816
23
29
55
60,8
6
39
78
42
1386
1120
26
34
65
72,1
8
45
90
48
1810
1472
30
38
75
83,4
8
52
100
Полная длина болтов в случае использования шайб по ГОС 22355-75 назначается в
соответствии с данными табл.6.2.
6.
143

144.

РЕКОМЕНДАЦИИ ПО ТЕХНОЛОГИИ ИЗГОТОВЛЕНИЯ
ФПС И СООРУЖЕНИЙ С ТАКИМИ СОЕДИНЕНИЯМИ
Технология
элементов
изготовления
соединения,
ФПС
подготовку
включает
выбор
контактных
материала
поверхностей,
транспортировку и хранение деталей, сборку соединений. Эти вопросы
освещены ниже.
6.1.
Материалы болтов, гаек, шайб и покрытий
контактных поверхностей стальных деталей ФПС и
опорных поверхностей шайб
Для ФПС следует применять высокопрочные болты по ГОСТ 55377, гайки по ГОСТ 22354-74, шайбы по ГОСТ 22355-75 с обработкой
опорной поверхности по указаниям раздела 6.4 настоящего пособия.
Основные размеры в мм болтов, гаек и шайб и расчетные площади
поперечных сечений в мм2 приведены в табл.6.1.
Таблица 6.1.
Номи Расчетна Высота Высот Разме Диамет
Размеры шайб
Толщ Диаметр
нальн я площадь головки а гайки р под
р
внут нар.
ина
ый
сечения
ключ опис.ок
р.
диаме
по
р. гайки
тр
болта по по
16 201 157
телу резьб
18 255 192
е
20 314 245
12
15
27
29,9
4
18
37
13
16
30
33,3
4
20
39
14
18
32
35,0
4
22
44
144

145.

22
380 303
15
19
36
39,6
6
24
50
24
453 352
17
22
41
45,2
6
26
56
27
573 459
19
24
46
50,9
6
30
66
30
707 560
19
24
46
50,9
6
30
66
36
1018 816
23
29
55
60,8
6
39
78
42
1386 1120
26
34
65
72,1
8
45
90
48
1810 1472
30
38
75
83,4
8
52
100
Полная длина болтов в случае использования шайб по ГОС 22355-75
назначается в соответствии с данными табл.6.2.
Таблица 6.2.
Номинальна Длина резьбы 10 при
16 18 20 22
я
длина d
40
*
45
38 *
стержня
50
38 42 *
55
38 42 46 *
60
38 42 46 50
65
38 42 46 50
70
38 42 46 50
75
38 42 46 50
80
38 42 46 50
85
38 42 46 50
90
38 42 46 50
95
38 42 46 50
100
38 42 46 50
105
38 42 46 50
110
38 42 46 50
115
38 42 46 50
120
38 42 46 50
125
38 42 46 50
130
38 42 46 50
140
38 42 46 50
150
38 42 46 50
160, 170, 180
190, 200, 220 44 48 52 56
240,260,280,3
00
145
номинальном диаметре резьбы
24 27 30 36 42 48
*
54
54
54
54
54
54
54
54
54
54
54
54
54
54
54
54
60
60
60
60
60
60
60
60
60
60
60
60
60
60
60
66
66
66
66
66
66
66
66
66
66
66
66
66
66
78
78
78
78
78
78
78
78
78
78
78
90
90
90
90
90
90
90
90
102
102
102
102
102
102
102
60
66
72
84
96
108

146.

Примечание: знаком * отмечены болты с резьбой по всей длине
стержня.
Для консервации контактных поверхностей стальных деталей
следует применять фрикционный грунт ВЖС 83-02-87 по ТУ. Для
нанесения на опорные поверхности шайб методом плазменного
напыления антифрикционного покрытия следует применять в
качестве материала подложки интерметаллид ПН851015 по ТУ14-1-3282-81, для несущей структуры - оловянистую бронзу
БРОФ10-8 по ГОСТ, для рабочего тела - припой ПОС-60 по ГОСТ.
Примечание: Приведенные данные действительны при сроке
хранения несобранных конструкций до 1 года.
6.2. Конструктивные требования к соединениям
В
конструкциях
соединений
должна
быть
обеспечена
возможность свободной постановки болтов, закручивания гаек и
плотного
стягивания
постановки
с
пакета
болтами
применением
во
всех
местах
динамометрических
ключей
их
и
гайковертов.
Номинальные
диаметры
круглых
и
ширина
овальных
отверстий в элементах для пропуска высокопрочных болтов
принимаются по табл.6.3.
Таблица 6.3.
Группа
Номинальный диаметр болта в мм.
16 18 20 22 24 27 30 36 42 48
соединений
Определяющих 17 19 21 23 25 28 32 37 44 50
геометрию
Не
20
23
25
28
определяющих
геометрию
146
30
33
36
40
45
52

147.

Длины
овальных
отверстий
в
элементах
для
пропуска
высокопрочных болтов назначают по результатам вычисления
максимальных абсолютных смещений соединяемых деталей для
каждого ФПС по результатам предварительных расчетов при
обеспечении
несоприкосновения
болтов
о
края
овальных
отверстий, и назначают на 5 мм больше для каждого возможного
направления смещения.
ФПС следует проектировать возможно более компактными.
Овальные отверстия одной детали пакета ФПС могут быть
не сонаправлены.
Размещение болтов в овальных отверстиях при сборке ФПС
устанавливают
с
учетом
назначения
ФПС
и
направления
смещений соединяемых элементов.
При необходимости в пределах одного овального отверстия
может быть размещено более одного болта.
Все контактные поверхности деталей ФПС, являющиеся
внутренними для ФПС, должны быть обработаны грунтовкой
ВЖС 83-02-87 после дробеструйной (пескоструйной) очистки.
Не допускается осуществлять подготовку тех поверхностей
деталей ФПС, которые являются внешними поверхностями ФПС.
Диаметр болтов ФПС следует принимать не менее 0,4 от
толщины соединяемых пакета соединяемых деталей.
Во всех случаях несущая способность основных элементов
конструкции, включающей ФПС, должна быть не менее чем на
25%
больше
несущей
способности
неподвижной стадии работы ФПС.
147
ФПС
на
фрикционно-

148.

Минимально
допустимое
расстояние
от
края
овального
отверстия до края детали должно составлять:
- вдоль направления смещения >= 50 мм.
- поперек направления смещения >= 100 мм.
В
соединениях
поверхностями
прокатных
полок
или
профилей
при
наличии
с
непараллельными
непараллельности
наружных плоскостей ФПС должны применяться клиновидные
шайбы, предотвращающие перекос гаек и деформацию резьбы.
Конструкции ФПС и конструкции, обеспечивающие соединение
ФПС с основными элементами сооружения, должны допускать
возможность
ведения
последовательного
не
нарушающего
связности сооружения ремонта ФПС.
6.3. Подготовка контактных поверхностей
элементов и методы контроля.
Рабочие контактные поверхности элементов и деталей ФПС
должны быть подготовлены посредством либо пескоструйной
очистки
в
соответствии
с
указаниями
ВСН
163-76,
либо
дробеструйной очистки в соответствии с указаниями.
Перед обработкой с контактных поверхностей должны быть
удалены заусенцы, а также другие дефекты, препятствующие
плотному прилеганию элементов и деталей ФПС.
Очистка должна производиться в очистных камерах или под
навесом,
или
на
открытой
атмосферных осадков.
148
площадке
при
отсутствии

149.

Шероховатость поверхности очищенного металла должна
находиться в пределах 25-50 мкм.
На очищенной поверхности не должно быть пятен масел, воды
и других загрязнений.
Очищенные
контактные
соответствовать
первой
поверхности
степени
должны
удаления
окислов
и
обезжиривания по ГОСТ 9022-74.
Оценка
шероховатости
контактных
поверхностей
производится визуально сравнением с эталоном или другими
апробированными способами оценки шероховатости.
Контроль степени очистки может осуществляться внешним
осмотром поверхности при помощи лупы с увеличением не менее 6ти кратного. Окалина, ржавчина и другие загрязнения на
очищенной поверхности при этом не должны быть обнаружены.
Контроль
степени
обезжиривания
осуществляется
следующим образом: на очищенную поверхность наносят 2-3 капли
бензина и выдерживают не менее 15 секунд. К этому участку
поверхности прижимают кусок чистой фильтровальной бумаги и
держат
до
полного
впитывания
бензина.
На
другой
кусок
фильтровальной бумаги наносят 2-3 капли бензина. Оба куска
выдерживают
до
полного
испарения
бензина.
При
дневном
освещении сравнивают внешний вид обоих кусков фильтровальной
бумаги. Оценку степени обезжиривания определяют по наличию
или отсутствию масляного пятна на фильтровальной бумаге.
Длительность
перерыва
между
пескоструйной
очисткой
поверхности и ее консервацией не должна превышать 3 часов.
Загрязнения, обнаруженные на очищенных поверхностях, перед
149

150.

нанесением консервирующей грунтовки ВЖС 83-02-87 должны
быть
удалены
жидким
калиевым
стеклом
или
повторной
очисткой. Результаты проверки качества очистки заносят в
журнал.
6.4. Приготовление и нанесение протекторной
грунтовки ВЖС 83-02-87. Требования к
загрунтованной поверхности. Методы контроля
Протекторная грунтовка ВЖС 83-02-87 представляет собой
двуупаковочный
лакокрасочный
материал,
состоящий
из
алюмоцинкового сплава в виде пигментной пасты, взятой в
количестве 66,7% по весу, и связующего в виде жидкого калиевого
стекла плотностью 1,25, взятого в количестве 33,3% по весу.
Каждая партия материалов должна быть проверена по
документации на соответствие ТУ. Применять материалы,
поступившие
без
документации
завода-изготовителя,
запрещается.
Перед смешиванием составляющих протекторную грунтовку
ингредиентов
следует
довести
жидкое
калиевое
стекло
до
необходимой плотности 1,25 добавлением воды.
Для приготовления грунтовки ВЖС 83-02-87 пигментная часть
и связующее тщательно перемешиваются и доводятся до рабочей
вязкости 17-19 сек. при 18-20°С добавлением воды.
Рабочая вязкость грунтовки определяется вискозиметром ВЗ-4
(ГОСТ 9070-59) по методике ГОСТ 17537-72.
Перед
и
во
время
нанесения
следует
перемешивать
приготовленную грунтовку до полного поднятия осадка.
150

151.

Грунтовка
ВЖС
83-02-87
сохраняет
малярные
свойства
(жизнеспособность) в течение 48 часов.
Грунтовка ВЖС 83-02-87 наносится под навесом или в
помещении. При отсутствии атмосферных осадков нанесение
грунтовки можно производить на открытых площадках.
Температура воздуха при произведении работ по нанесению
грунтовки ВЖС 83-02-87 должна быть не ниже +5°С.
Грунтовка
ВЖС
83-02-87
может
наноситься
методами
пневматического распыления, окраски кистью, окраски терками.
Предпочтение следует отдавать пневматическому распылению.
Грунтовка ВЖС 83-02-87 наносится за два раза по взаимно
перпендикулярным направлениям с промежуточной сушкой между
слоями не менее 2 часов при температуре +18-20°С.
Наносить грунтовку следует равномерным сплошным слоем,
добиваясь окончательной толщины нанесенного покрытия 90-110
мкм. Время нанесения покрытия при естественной сушке при
температуре воздуха 18-20
С составляет 24 часа с момента
нанесения последнего слоя.
Сушка загрунтованных элементов и деталей во избежание
попадания
атмосферных
осадков
и
других
загрязнений
на
невысохшую поверхность должна проводится под навесом.
Потеки, пузыри, морщины, сорность, не прокрашенные места
и другие дефекты не допускаются. Высохшая грунтовка должна
иметь серый матовый цвет, хорошее сцепление (адгезию) с
металлом и не должна давать отлипа.
Контроль толщины покрытия осуществляется магнитным
толщиномером ИТП-1.
151

152.

Адгезия определяется методом решетки в соответствии с
ГОСТ
15140-69
на
контрольных
образцах,
окрашенных
по
принятой технологии одновременно с элементами и деталями
конструкций.
Результаты
проверки
качества
защитного
покрытия
заносятся в Журнал контроля качества подготовки контактных
поверхностей ФПС.
6.4.1 Основные требования по технике
безопасности при работе
с грунтовкой ВЖС 83-02-87
Для обеспечения условий труда необходимо соблюдать:
"Санитарные правила при окрасочных работах с применением
ручных распылителей" (Министерство здравоохранения СССР, №
991-72)
"Инструкцию по санитарному содержанию помещений и
оборудования производственных предприятий" (Министерство
здравоохранения СССР, 1967 г.).
При
пневматическом
увеличения
методе
туманообразования
распыления,
и
расхода
во
избежание
лакокрасочного
материала, должен строго соблюдаться режим окраски. Окраску
следует производить в респираторе и защитных очках. Во время
окрашивания
в
закрытых
помещениях
маляр
должен
располагаться таким образом, чтобы струя лакокрасочного
материала
имела
направление
преимущественно
в
сторону
воздухозаборного отверстия вытяжного зонта. При работе на
152

153.

открытых площадках маляр должен расположить окрашиваемые
изделия так, чтобы ветер не относил распыляемый материал в его
сторону и в сторону работающих вблизи людей.
Воздушная магистраль и окрасочная аппаратура должны быть
оборудованы
началом
редукторами
работы
маляр
давления
должен
и
манометрами.
проверить
Перед
герметичность
шлангов, исправность окрасочной аппаратуры и инструмента, а
также
надежность
присоединения
воздушных
шлангов
к
краскораспределителю и воздушной сети. Краскораспределители,
кисти и терки в конце рабочей смены необходимо тщательно
очищать и промывать от остатков грунтовки.
На каждом бидоне, банке и другой таре с пигментной частью и
связующим должна быть наклейка или бирка с точным названием
и обозначением этих материалов. Тара должна быть исправной с
плотно закрывающейся крышкой.
При приготовлении и нанесении грунтовки ВЖС 83-02-87
нужно соблюдать осторожность и не допускать ее попадания на
слизистые оболочки глаз и дыхательных путей.
Рабочие
и
ИТР,
работающие
на
участке
консервации,
допускаются к работе только после ознакомления с настоящими
рекомендациями, проведения инструктажа и проверки знаний по
технике
безопасности.
На
участке
консервации
и
в
краскозаготовительном помещении не разрешается работать без
спецодежды.
Категорически запрещается прием пищи во время работы. При
попадании составных частей грунтовки или самой грунтовки на
153

154.

слизистые оболочки глаз или дыхательных путей необходимо
обильно промыть загрязненные места.
154

155.

6.4.2 Транспортировка и хранение элементов и
деталей, законсервированных грунтовкой
ВЖС 83-02-87
Укладывать,
хранить
и
транспортировать
законсервированные элементы и детали нужно так, чтобы
исключить
возможность
механического
повреждения
и
загрязнения законсервированных поверхностей.
Собирать можно только те элементы и детали, у которых
защитное
покрытие
контактных
высохло.
Высохшее
защитное
поверхностей
покрытие
полностью
контактных
поверхностей не должно иметь загрязнений, масляных пятен и
механических повреждений.
При наличии загрязнений и масляных пятен контактные
поверхности
должны
быть
обезжирены.
Обезжиривание
контактных поверхностей, законсервированных ВЖС 83-02-87,
можно производить водным раствором жидкого калиевого стекла
с
последующей
промывкой
водой
и
просушиванием.
Места
механических повреждений после обезжиривания должны быть
подконсервированы.
6.5. Подготовка и нанесение антифрикционного
покрытия на опорные поверхности шайб
Производится очистка только одной опорной поверхности
шайб в дробеструйной камере каленой дробью крупностью не более
0,1
мм.
На
отдробеструенную
155
поверхность
шайб
методом

156.

плазменного напыления наносится подложка из интерметаллида
ПН851015 толщиной . …..м. На подложку из интерметаллида
ПН851015 методом плазменного напыления наносится несущий
слой
оловянистой
бронзы
БРОФ10-8.
На
несущий
слой
оловянистой бронзы БРОФ10-8 наносится способом лужения
припой ПОС-60 до полного покрытия несущего слоя бронзы.
6.6. Сборка ФПС
Сборка
ФПС
проводится
с
использованием
шайб
с
фрикционным покрытием одной из поверхностей, при постановке
болтов
следует
располагать
шайбы
обработанными
поверхностями внутрь ФПС.
Запрещается очищать внешние поверхности внешних деталей
ФПС.
Рекомендуется
использование
неочищенных
внешних
поверхностей внешних деталей ФПС.
Каждый болт должен иметь две шайбы (одну под головкой,
другую под гайкой). Болты и гайки должны быть очищены от
консервирующей смазки, грязи и ржавчины, например, промыты
керосином и высушены.
Резьба болтов должна быть прогнана путем провертывания
гайки от руки на всю длину резьбы. Перед навинчиванием гайки ее
резьба должна быть покрыта легким слоем консистентной
смазки.
Рекомендуется следующий порядок сборки:
совмещают отверстия в деталях и фиксируют их взаимное
положение;
156

157.

устанавливают болты и осуществляют их натяжение
гайковертами
на
90%
от
проектного
усилия.
При
сборке
многоболтового ФПС установку болтов рекомендуется начать с
болта находящегося в центре тяжести поля установки болтов, и
продолжать установку от центра к границам поля установки
болтов;
после проверки плотности стягивания ФПС производят
герметизацию ФПС;
болты затягиваются до нормативных усилий натяжения
динамометрическим ключом.
157

158.

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 protrudin
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.
158

159.

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.
159

160.

160

161.

161

162.

162

163.

163

164.

164

165.

165

166.

166

167.

167

168.

168

169.

169

170.

Материалы научного сообщения, изобретения, специальные технические условия, альбомы , чертежи,
лабораторные испытания : о
сейсмоизоляции существующих зданий на основе
демпфирующей сейсмоизоляции с использованием изобретения номер 165076 «Опора
сейсмостойкая» с применением фрикционно –подвижных болтовых соединений для
обеспечение сейсмостойкости сооружений из опыта Армении дтн Микаела
Мелкумяна на резино-металлической сейсмоизоляции, предназначенных для
сейсмоопасных районов с сейсмичностью до 9 баллов, на основе изобретений проф дтн
ПГУП А.М.Уздина №№ 1143895, 1168755, 1174616, 165076 «Опора сейсмостойкая», 154505 «Панель
противовзрывная», № 2010136746 «Способ защиты зданий и сооружений при взрыве с использованием
сдвигоустойчивых и легко сбрасываемых соединений , использующие систему демпфирования
фрикционности и сейсмоизоляцию для поглощения взрывной и сейсмической энергии» , хранятся на
Кафедре металлических и деревянных конструкций 190005, Санкт-Петербург, 2-я , Красноармейская ул., д. 4,
СПб ГАСУ у заведующий кафедрой металлических и деревянных конструкций , дтн проф ЧЕРНЫХ Александр
Григорьевич строительный факультет [email protected] [email protected] [email protected]
[email protected] (921) 962-67-78, (996) 798-26-54, (999) 535-47-29 Президент организации «Сейсмофонд»
при СПб ГАСУ Х.Н.Мажиев ИНН 201400780 ОРГН 1022000000824
Подтверждение компетентности организации «Сейсмофонд» при СПб
ГАСУ https://pub.fsa.gov.ru/ral/view/13060/applicant
170

171.

Seismic isolation of existing buildings on the basis of damping pendulum seismic isolation using invention number
165076 "Earthquake-resistant support" on friction-movable bolted joints, according to the inventions of prof. ltn
PGUPS A.M. Uzdin No. 1143895, 1168755, 1174616 for ensuring earthquake resistance of structures using the
experience of Armenia, dtn Mikael Melkumyan on rubber-metal supports
http://www.myshared.ru/slide/640452/ https://ppt-online.org/857693
171

172.

Design solutions for the reliability of industrial pipelines with the use of spiral seismic isolation supports with elastic
dry friction dampers on friction –movable joints as a seismic insulation of the pipeline, to ensure the seismic
resistance of industrial pipelines, units of JSC " Gadzhiev Plant, Kaspiysk, Republic of Dagestan, based on the
inventions of Prof. dtn PGUPS A. M. Uzdin №№ 1143895, 1168755, 1174616, 165076 "Earthquake-resistant
support", 2010136746 " Method for protecting buildings and structures in the event of an explosion using shearresistant and easy-to-reset joints that use a friction damping system and seismic insulation to absorb explosive
energy»
Руководитель организации «Сейсмофонд» при СПб ГАСУ ИНН 2014000780, ОГРН 1022000000824
Х.Н.Мажиев [email protected] [email protected] [email protected] (921) 962-67-78, (996) 79826-54, (999) 535-47-29
172