11.54M

Категория:

Строительство

Газета «Земля РОССИИ» №89

1.

Газета «Земля РОССИИ» №89
(газета «Земля России» имеет свидетельство о регистрации № П
0931 от 16.05.94 г. Настоящее свидетельство выдано :Начальником
Северо-западного регионального управления государственного
комитета Российской Федерации по печати ( г СПб) Ю.В
Третьяковым )Учредитель организация "Сейсмофонд
Союз добровольцев Донбасса: 125947, Москва,
ул.Заморенова, 9.ст 1, ( 921) 9626778, (996) 798-26-54
Карта СБЕР : 2202 2006 4085 5233 Счет получателя:
40817810455030402987
[email protected]
[email protected] ОГРН ;1022000000824, ИНН ;2014000780
[email protected]
Применение гасителя динамических колебаний с использованием фрикционноподвижных болтовых соединений, с длинными овальными отверстиями на
пятом обрушающимся этаже пятиэтажки и легко сбрасываемыми
панелями и кровли пятого этажа хрущевки, согласно патента №154506
«Панель противовзрывная», с демонтажем сварочных креплений, на пятом
этаже, для повышения сейсмостойкости панельных двух пятиэтажек , не
разрушенных землетрясением 27 мая 1995 у памятника Ленина в г.
Нефтегорске и их программная реализация расчета на прогрессирующее,
лавинообразное обрушение и взаимодействие здания с геологической средой, в
программном комплекса SCAD Office, согласно изобретения № 2010136746
https://ppt-online.org/939817
УДК 624.042.7
А.М.Уздин докт. техн. наук, проф. кафедры «Теоретическая механика» ПГУПС
[email protected]
1

2.

Х.Н.Мажиев -. Президент ОО «СейсмоФонд», ИНН 2014000780 [email protected]
(921) 962-67-78
Б.А.Андреев - зам Президента орг. «Сейсмофонд» ОГРН 1022000000824 [email protected] (999) 535-4729
Е.И.Андреева
зам Президента организации «СейсмоФонд» [email protected] (996) 798-26-54
2

3.

4.

5.

6.

7.

8.

9.

10.

11.

12.

13.

14.

15.

16.

17.

18.

19.

20.

21.

Адаптивные системы сейсмозащиты являются эффективными для
снижения сейсмических нагрузок на здания и сооружения. В литературе
большое внимание уделяется адаптивной сейсмоизоляции [1,2]. Между тем,
такие системы могут быть эффективными при любом изменении
жесткости в процессе сейсмических колебаний. Это связано с тем, что для
сооружения опасны резонансные колебания. Отстройка частоты колебаний
системы от резонанса в любую сторону должна снижать сейсмические
нагрузки. Даже если после отстройки от одной частоты сооружение
попадет на другую резонансную частоту, что маловероятно, у системы
будет мало времени на раскачку до опасных значений смещений и ускорений.
Поэтому организацией «Сейсмофонд» предложено применять гасители динамических
колебаний с использованием фрикционно-подвижные болтовые соединения с длинными овальными
отверстиями на пятом обрушающимся этаже и легко сбрасываемыми панелями и кровли
пятого этажа хрущевки, согласно изобретения № 154506 «Панель противовзрывная» с
демонтажем сварочных креплений на пятом этаже, для повышения сейсмостойкости
существующих панельных оставшихся двух пятиэтажек не разрушенных землетрясением 27 мая
1995 у памятника Ленина в г. Нефтегорске, и их программная реализация расчета
существующих пятиэтажек на прогрессирующее лавинообразное обрушение в среде
вычислительного комплекса SCAD Office
Сказанное иллюстрируется простым примером проектирования
пятиэтажек в Нефтегорске в высокосейсмичном районе на Камчатке. Для
повышения сейсмостойкости сооружения предложено использовать
легкосбрасываемые плиты перекрытий, применяемые во взрывоопасных
производствах. При сбрасывании плиты масса системы уменьшается,
частота собственных колебаний увеличивается, а сейсмические нагрузки
падают.
21

22.

23.

24.

ПАНЕЛЬ ПРОТИВОВЗРЫВНАЯ 154506
РОССИЙСКАЯ ФЕДЕРАЦИЯ
(19)
ФЕДЕРАЛЬНАЯ СЛУЖБА
ПО ИНТЕЛЛЕКТУАЛЬНОЙ СОБСТВЕННОСТИ
RU
(11)
154 506
(13)
U1
(51) МПК
(12)
E04B 1/92 (2006.01)
ОПИСАНИЕ ПОЛЕЗНОЙ МОДЕЛИ К ПАТЕНТУ
Статус: не действует (последнее изменение статуса: 02.07.2021)
Пошлина: Возможность восстановления: нет.
(21)(22) Заявка: 2014131653/03, 30.07.2014
(24) Дата начала отсчета срока действия патента:
30.07.2014
Приоритет(ы):
(22) Дата подачи заявки: 30.07.2014
(72) Автор(ы):
Андреев Борис Александрович (RU),
Коваленко Александр Иванович (RU)
(73) Патентообладатель(и):
Андреев Борис Александрович (RU),
Коваленко Александр Иванович (RU)
(45) Опубликовано: 27.08.2015 Бюл. № 24
Адрес для переписки:
190005, Санкт-Петербург, 2-я
Красноармейская ул. д 4 СПб ГАСУ
Коваленко Александр Иванович
(54) ПАНЕЛЬ ПРОТИВОВЗРЫВНАЯ
(57) Реферат:
Техническое решение относится к области строительства и предназначено для защиты
помещений от возможных взрывов. Конструкция позволяет обеспечить надежный и быстрый сброс
легкосбрасываемой панели, сброс давления при взрыве и зависание панели на опорной плите,
Конструкция представляет собой опорную плиту с расчетным проемом, которая жестко крепится
на каркасе защищаемого сооружения. На опорной плите крепежными элементами, имеющими
ослабленное резьбовое поперечное сечение, закреплена панель легкосбрасываемая. Ослабленное
резьбовое соединение каждого крепежного элемента образовано лысками выполненными с двух
сторон резьбовой части. Кроме того опорная плита и легкосбрасываемая панель соединены тросом
один конец которого жестко закреплен на опорной плите, а другой конец соединен с крепежным
элементом через планку, с возможностью перемещения. 4 ил.
Техническое решение относится к области строительства и предназначено для защиты
помещений содержащих взрывоопасные среды.
Известна панель для легкосбрасываемой кровли взрывоопасных помещений по Авт.св. 617552,
М.Кл. 2 E04B 1/98 с пр. от 21.11.75. Панель включает ограждающий элемент с шарнирно
закрепленными на нем поворотными скобами, взаимодействующими через опоры своими
наружными полками с несущими элементами. С целью защиты от воздействия ветровой нагрузки,
24

25.

панель снабжена подвижной плитой, шарнирно соединенной с помощью тяг с внутренними
концами поворотных скоб, которые выполнены Т-образными. Недостатком предлагаемой
конструкции является низкая надежность шарнирных соединений при переменных внешних и
внутренних нагрузках. Известна также легкосбрасываемая ограждающая конструкция
взрывоопасных помещений по Патенту SU 1756523, МПК5 E06B 5/12 с пр. от 05.10.1990.
Указанная конструкция содержит поворотную стеновую панель, состоящую из нижней и верхней
секций и соединенную с каркасом временной связью. Нижняя секция в нижней части шарнирно
связана с каркасом здания, а в верхней части - шарнирно соединена с верхней секцией панели.
Верхняя секция снабжена роликами, установленными в направляющих каркаса здания.
Недостатком указанной конструкции является низкая надежность вызванная большим количеством
шарнирных соединений, требующих высокой точности изготовления в условиях строительства.
Известна также противовзрывная панель по Патенту RU 2458212, E04B 1/92 с пр. от 13.04.2011,
которую выбираем за прототип. Изобретение относится к защитным устройствам применяемым во
взрывоопасных объектах. Противопожарная панель содержит металлический каркас с
бронированной обшивкой и наполнителем-свинцом. Панель имеет четыре неподвижных патрубкаопоры, а в покрытии взрывоопасного объекта жестко заделаны четыре опорных стержня, которые
телескопически вставлены в неподвижные патрубки-опоры панели. Наполнитель выполнен в виде
дисперсной системы воздух-свинец, а опорные стержни выполнены упругими. Недостатком
вышеуказанной панели является низкая надежность срабатывания телескопических сопряжений
при воздействии переменных внешних и внутренних нагрузок.
Задачей заявляемого устройства является обеспечение надежности открывания проема при
взрыве (сбрасывания легкосбрасываемой панели) за минимальное время и обеспечение зависания
панели после сброса.
Сущность заявляемого решения состоит в том, что для защиты стен, оборудования и персонала
от возможного взрыва, помещение снабжено панелью противовзрывной, обеспечивающей
надежное и быстрое открытие проема при взрыве и сброс избыточного давления, а также
зависание панели на плите опорной. Панель противовзрывная содержит плиту опорную которая
жестко закреплена на стене защищаемого помещения и имеет проем соответствующий проему в
стене, а с другой стороны плиты опорной винтами с резьбой, ослабленной по сечению, закреплена
панель легкосбрасываемая. Площадь проема плиты опорной и проема помещения определяется в
зависимости от объема помещения, от взрывоопасной среды, температуры горения, давления,
скорости распространения фронта пламени и др. параметров. Винты имеют резьбовую часть,
ослабленную по сечению с двух сторон лысками до размера <Z> и т. о. образуется ослабленное
резьбовое сопряжение, разрушаемое под воздействием взрывной волны.
Сущность предлагаемого решения поясняется чертежами где:
на фиг. 1 изображен разрез Б-Б (фиг. 2) панели противовзрывной;
на фиг. 2 изображен разрез Α-A (фиг. 1);
на фиг. 3 изображен вид по стрелке В (фиг. 1) в увеличенном масштабе;
на фиг. 4 изображен разрез Г-Г (фиг. 2), узел крепления троса в увеличенном масштабе.
Панель противовзрывная состоит из опорной плиты 1, которая жестко крепится к каркасу
защищаемого помещения (на чертеже не показано). В каркасе помещения и в опорной плите
выполнен проем 2, имеющий расчетную площадь S=b*h, которая зависит от объема защищаемого
помещения, температуры горения, давления, скорости распространения фронта пламени и др.
параметров. На опорной плите 1, резьбовыми крепежными элементами, например саморе жущими
шурупами 3, имеющими ослабленное поперечное резьбовое сечение, закреплена
легкосбрасываемая панель 4. Кроме того, легкосбрасываемая панель соединена с опорной плитой
гибким узлом, состоящим из планки 5, закрепленной с одной стороны на тросе 6, а с д р. стороны
сопряженной с крепежным элементом 3. Ослабленное поперечное сечение резьбовой части
образовано лысками, выполненными с двух сторон по всей длине резьбы до размера <Z>.
25

26.

Ослабленная резьбовая часть в совокупности с обычным резьбовым отверстием в о порной плите 1,
образуют ослабленное резьбовое сопряжение, разрушаемое под действием взрывной волны.
Разрушение (вырыв) в ослабленном резьбовом соединении возможно или за счет разрушения
резьбы в опорной плите, или за счет среза резьбы крепежного элемента-самореза 3, в зависимости
от геометрии резьбы и от соотношения пределов прочности материалов самореза и плиты опорной.
Рассмотрим пример. На опорной плите 1 толщиной 5 мм, изготовленной из стали 3,
самосверлящими шурупами 3 размером 5,5/6,3×105, изготовленными из стали У7А, закреплена
легкосбрасываемая панель 4, изготовленная из
стали 20. Усилие вырыва при стандартной резьбе для одного шурупа составляет 1500 кгс.
Опытным путем установлено, что после доработки шурупа путем стачивания резьбы с двух сторон
до размера Z=3 мм, величина усилия вырыва составляет 700 кгс. Соответственно, при креплении
плиты четырьмя шурупами, усилие вырыва составит 2800 кгс. При условии, что площадь проема
S=10000 см2, распределенная нагрузка для вырыва должна быть не менее 0,28 кгс/см2 . Таким
образом, зная параметры взрывоопасной среды, объем и компоновку защищаемого помещения,
выбираем конструкцию крепежных элементов после чего, в зависимости от заданного усилия
вырыва, можно определить величину <Z> - толщину ослабленной части резьбы.
Панель противовзрывная работает следующим образом. При возникновении взрывной нагрузки,
взрывная волна через проем 2 в опорной плите 1 воздействует по площади легкосбрасываемой
панели 4, закрепленной на опорной плите 1 четырьмя саморежущими шурупами 3, имеющими
ослабленное резьбовое сечение. При превышении взрывным усилием предела прочности
резьбового соединения, резьбовое соединение разрушается по ослабленному сечению,
легкосбрасываемая панель освобождается от механического крепления, после чего сбрасы вается,
сечение проема открывается и давление сбрасывается до атмосферного. После сбрасывания панель
легкосбрасываемая зависает на тросе 6, один конец которого закреплен на опорной плите, а
другой, через планку 5 сопряжен с крепежным элементом 3.
Формула полезной модели
1. Панель противовзрывная, содержащая опорную плиту, на которой резьбовыми крепежными
элементами закреплена панель легкосбрасываемая, отличающаяся тем, что в опорной плите
выполнен проем, а панель легкосбрасываемая выполнена сплошной, при эт ом крепежные
элементы, скрепляющие панель легкосбрасываемую с опорной плитой, имеют ослабленное
поперечное сечение резьбовой части, образованное лысками, выполненными с двух сторон по всей
длине резьбы и, кроме того, панель легкосбрасываемая соединена с опорной плитой тросом, один
конец которого жестко закреплен в опорной плите, а другой конец соединен с панелью
легкосбрасываемой.
2. Панель противовзрывная по п.1, отличающаяся тем, что трос соединен с панелью
легкосбрасываемой через планку, сопряженную с крепежным элементом.
26

27.

28.

29.

30.

Устройство типового гасителя колебаний для существующих
пятиэтажек , описано в статье Митусова В.М (выше) и предлагаемые
легко сбрасываемых панелей перекрытия пятого этажа сери 1-135 узлы и
фрагменты легко сбрасываемых узлов фасадных показаны в изобретение
№ 154506 «Панель противовзрывная» Поэтому было предложено применять
гасители динамических колебаний с использованием фрикционно-подвижные болтовые соединения
с длинными овальными отверстиями на пятом обрушающимся этаже и легко сбрасываемыми
панелями и кровли пятого этажа хрущевки, согласно изобретения № 154506 «Панель
противовзрывная» с демонтажем сварочных креплений на пятом этаже, для повышения
сейсмостойкости существующих панельных оставшихся двух пятиэтажек не разрушенных
землетрясением 27 мая 1995 у памятника Ленина в г. Нефтегорске, и их программная
реализация расчета существующих пятиэтажек на прогрессирующее лавинообразное обрушение в
среде вычислительного комплекса SCAD Office
Панель состоит из опорной плиты1 , жестко соединенной с каркасом здания
и имеющей проем 2 На опорной плите размещается сбрасываемая панель 4,
прикрепленная к плите крепежными элементами 3 (саморежущими
шурупами), имеющими ослабленное резьбовое сечение. Панель соединена с
опорной плитой тросом 5. Ослабленное поперечное сечение резьбовой части
образовано лысками, выполненными с двух сторон по всей длине резьбы.
Ослабленная резьбовая часть в совокупности с обычным резьбовым
отверстием в опорной плите, образует ослабленное резьбовое соединение,
разрушаемое при сильном землетрясении. Разрушение должно происходить
при вертикальных и горизонтальных сейсмических нагрузках. Панель
целесообразно использовать для устройства перекрытия и верхней части
стен. После падения панель зависает на крепежном тросе 6.
30

31.

Рис.1. Схема устройства сбрасываемой панели
с использованием гасителей
динамических колебаний с использованием фрикционно-подвижные болтовые соединения с
длинными овальными отверстиями на пятом обрушающимся этаже и легко сбрасываемыми
панелями и кровли пятого этажа хрущевки, согласно изобретения № 154506 «Панель
противовзрывная» с демонтажем сварочных креплений на пятом этаже, для повышения
сейсмостойкости существующих панельных оставшихся двух пятиэтажек не разрушенных
землетрясением 27 мая 1995 у памятника Ленина в г. Нефтегорске, и их программная
реализация расчета существующих пятиэтажек на прогрессирующее лавинообразное обрушение в
среде вычислительного комплекса SCAD Office
31

32.

На рис. 2 показаны фото ослабленных болтов и петли крепления
сбрасываемой панели для гашения динамических колебаний с использованием фрикционноподвижные болтовые соединения с длинными овальными отверстиями на пятом обрушающимся
этаже и легко сбрасываемыми панелями и кровли пятого этажа хрущевки, согласно
изобретения № 154506 «Панель противовзрывная» с демонтажем сварочных креплений на пятом
этаже, для повышения сейсмостойкости существующих панельных оставшихся двух
пятиэтажек не разрушенных землетрясением 27 мая 1995 у памятника Ленина в г.
Нефтегорске, и их программная реализация расчета существующих пятиэтажек на
прогрессирующее лавинообразное обрушение в среде вычислительного комплекса SCAD Office
32

33.

Для оценки работы пятиэтажек , панельных хрущевок сери 1-335 и К-7
с предлагаемыми панелями проведены расчеты сейсмических колебаний
сооружения. В качестве модели воздействия принят временной процесс,
предложенный в [3], детально описанный в [4] с применением гасителей
динамических колебаний с использованием фрикционно-подвижные болтовые соединения с
длинными овальными отверстиями на пятом обрушающимся этаже и легко сбрасываемыми
панелями и кровли пятого этажа хрущевки, согласно изобретения № 154506 «Панель
противовзрывная» с демонтажем сварочных креплений на пятом этаже, для повышения
сейсмостойкости существующих панельных оставшихся двух пятиэтажек не разрушенных
землетрясением 27 мая 1995 у памятника Ленина в г. Нефтегорске, и их программная
реализация расчета существующих пятиэтажек на прогрессирующее лавинообразное обрушение в
среде вычислительного комплекса SCAD Office
Рекомендациях [5]. Расчет выполнен в соответствии с общими принципами
современного сейсмостойкого строительства на действие относительно
слабого с повторяемостью раз в 100 лет (проектное землетрясение, или ПЗ)
и сильного с повторяемостью раз в 500 лет (максимальное расчетное
землетрясение или МРЗ) землетрясений [6,7]. Большие повторяемости ПЗ и
МРЗ связаны с малой ответственностью объекта. Расчет пиковых
ускорений МРЗ выполнен по методике [8]. В соответствии с [3-5]
велосиграмма V(t) включает три гармоники, согласно изобретения № 154506 «Панель
противовзрывная» с демонтажем сварочных креплений на пятом этаже, для повышения
сейсмостойкости существующих панельных оставшихся двух пятиэтажек не разрушенных
землетрясением 27 мая 1995 у памятника Ленина в г. Нефтегорске, и их программная
реализация расчета существующих пятиэтажек на прогрессирующее лавинообразное обрушение в
среде вычислительного комплекса SCAD Office
Частота первой гармоники совпадает с собственной частотой
сооружения при закрепленных панелях. Частота второй гармоники
настроена на частоту здания со сброшенными панелями. Числовые значения
параметров приведены в таблице 1. На рис.3 представлена сгенерированная
велосиграмма V(t), а на рис.4 – соответствующая ей акселерограмма W(t).
Таблица 1
Значения параметров сгенерированного воздействия, согласно изобретения №
154506 «Панель противовзрывная» с демонтажем сварочных креплений на пятом этаже, для
повышения сейсмостойкости существующих панельных оставшихся двух пятиэтажек не
разрушенных землетрясением 27 мая 1995 у памятника Ленина в г. Нефтегорске, и их
программная реализация расчета существующих пятиэтажек на прогрессирующее
лавинообразное обрушение в среде вычислительного комплекса SCAD Office
33

34.

Рис.3. Расчетная велосиграмма, построенная по Рекомендациям [5].
согласно изобретения № 154506 «Панель противовзрывная» с демонтажем сварочных креплений
на пятом этаже, для повышения сейсмостойкости существующих панельных оставшихся двух
пятиэтажек не разрушенных землетрясением 27 мая 1995 у памятника Ленина в г.
Нефтегорске, и их программная реализация расчета существующих пятиэтажек на
прогрессирующее лавинообразное обрушение в среде вычислительного комплекса SCAD Office
Рис.4. Расчетная акселерограмма, построенная по Рекомендациям [5] ,
согласно изобретения № 154506 «Панель противовзрывная» с демонтажем сварочных креплений
на пятом этаже, для повышения сейсмостойкости существующих панельных оставшихся двух
пятиэтажек не разрушенных землетрясением 27 мая 1995 у памятника Ленина в г.
Нефтегорске, и их программная реализация расчета существующих пятиэтажек на
прогрессирующее лавинообразное обрушение в среде вычислительного комплекса SCAD Office
На рис. 4 приведена сейсмограмма в уровне крыши здания при жестком
креплении панелей. На рисунке ясно видно, что здание «выбирает» из
воздействия опасную частоту и совершает опасные резонансные колебания,
достигая амплитуды 16.1 см , согласно ИСПОЛЬЗОВАНИЯ изобретения № 154506
«Панель противовзрывная» с демонтажем сварочных креплений на пятом этаже, для
повышения сейсмостойкости существующих панельных оставшихся двух пятиэтажек не
разрушенных землетрясением 27 мая 1995 у памятника Ленина в г. Нефтегорске, и их
программная реализация расчета существующих пятиэтажек на прогрессирующее
лавинообразное обрушение в среде вычислительного комплекса SCAD Office
34

35.

Рис.5. Сейсмограмма колебаний конструкции в уровне крыши при
жестком закреплении панелей, согласно ИСПОЛЬЗОВАНИЯ изобретения № 154506
«Панель противовзрывная» с демонтажем сварочных креплений на пятом этаже, для
повышения сейсмостойкости существующих панельных оставшихся двух пятиэтажек не
разрушенных землетрясением 27 мая 1995 у памятника Ленина в г. Нефтегорске, и их
программная реализация расчета существующих пятиэтажек на прогрессирующее
лавинообразное обрушение в среде вычислительного комплекса SCAD Office
Опасным для здания в целом является смещение 6.5 см, а разрушающим –
11 см. В связи с этим крепление панелей сделано так, что при достижении
опасных перемещений происходит сброс панелей и изменение собственной
частоты объекта. Смещения сброса с некоторым запасом приняты равными
5 см. Точка сброса отмечена на рис.5 зеленым кружком. Она имеет место
при t=1.31 с.
35

36.

Рис.6. Сейсмограмма колебаний конструкции в уровне крыши при сбросе
панелей при t=1.31 c
Сейсмограмма в уровне крыши с учетом сброса панелей приведена на рис.
5. Как видно из приведенных результатов расчета предлагаемое решение
позволяет снизить смещения сооружение более, чем в 1.5 раза с 16.1 см до
10.5 см.
Выполненные исследования показывают, что принципы адаптации можно
использовать, как понижая, так и повышая жесткость системы в процессе
колебаний с целью ее отстройки от резонанса.
Материалы: Применения гасителя динамических колебаний с использованием фрикционноподвижные болтовые соединения с длинными овальными отверстиями на пятом обрушающимся
этаже и легко сбрасываемыми панелями и кровли пятого этажа хрущевки ( согласно патента
№154506 «Панель противовзрывная»), с демонтажем сварочных креплений на пятом этаже, для
повышения сейсмостойкости существующих панельных оставшихся двух пятиэтажек не
разрушенных землетрясением 27 мая 1995 у памятника Ленина в г. Нефтегорске, и их
программная реализация расчета существующих двух пятиэтажек на прогрессирующее
лавинообразное обрушение, взаимодействие здания с геологической средой, в среде
вычислительного комплекса SCAD Office, согласно изобретения № 2010136746, хранятся в
СПб ГАСУ на кафедре строительных конструкций [email protected] (921)
962-67-78
36

37.

38.

39.

40.

41.

42.

43.

44.

НОВЫЙ ТИП ГАСИТЕЛЯ ДИНАМИЧЕСКИХ КОЛЕБАНИЙ ДЛЯ существующих построенных
ЖЕЛЕЗОБЕТОННЫХ КОНСТРУКЦИЙ, ЭКСПЛУАТИРУЕМЫХ В ЗОНАХ СЕЙСМИЧЕСКОЙ АКТИВНОСТИ
предложен организацией «Сейсмофонд» при СПб ГАСУ для использования в виде гасителе
динамических колебаний, с применением фрикционно-подвижные болтовые соединения с
длинными овальными отверстиями на пятом обрушающимся этаже и легко сбрасываемыми
панелями и кровли пятого этажа хрущевки, согласно изобретения № 154506 «Панель
противовзрывная» с демонтажем сварочных креплений на пятом этаже, для повышения
сейсмостойкости существующих панельных оставшихся двух пятиэтажек не разрушенных
землетрясением 27 мая 1995 у памятника Ленина в г. Нефтегорске, и их программная
реализация расчета существующих пятиэтажек на прогрессирующее лавинообразное обрушение в
среде вычислительного комплекса SCAD Office
https://disk.yandex.ru/i/MoY-mWqngh6dkw https://ppt-online.org/939196
Выводы:
44

45.

1. Предлагаемый метод создания "пластических шарниров"
позволяет их использовать как энергопоглотители для
существующих пятиэтажек в г Магнитогорск . Поэтому организацией
«Сейсмофонд» предложено применять гасители динамических колебаний с использованием
фрикционно-подвижные болтовые соединения с длинными овальными отверстиями на пятом
обрушающимся этаже и легко сбрасываемыми панелями и кровли пятого этажа хрущевки,
согласно изобретения № 154506 «Панель противовзрывная» с демонтажем сварочных креплений
на пятом этаже, для повышения сейсмостойкости существующих панельных оставшихся двух
пятиэтажек не разрушенных землетрясением 27 мая 1995 у памятника Ленина в г.
Нефтегорске, и их программная реализация расчета существующих пятиэтажек на
прогрессирующее лавинообразное обрушение в среде вычислительного комплекса SCAD Office
Поэтому организацией «Сейсмофонд» предложено применять гасители динамических
колебаний с использованием фрикционно-подвижные болтовые соединения с длинными овальными
отверстиями на пятом обрушающимся этаже и легко сбрасываемыми панелями и кровли
пятого этажа хрущевки, согласно изобретения № 154506 «Панель противовзрывная» с
демонтажем сварочных креплений на пятом этаже, для повышения сейсмостойкости
существующих панельных оставшихся двух пятиэтажек не разрушенных землетрясением 27 мая
1995 у памятника Ленина в г. Нефтегорске, и их программная реализация расчета
существующих пятиэтажек на прогрессирующее лавинообразное обрушение в среде
вычислительного комплекса SCAD Office
железобетонных зданий .
2. Разработан общий подход
применении гасителейц динамических колебаний с
использованием фрикционно-подвижные болтовые соединения с длинными овальными
отверстиями на пятом обрушающимся этаже и легко сбрасываемыми панелями и кровли
пятого этажа хрущевки, согласно изобретения № 154506 «Панель противовзрывная» с
демонтажем сварочных креплений на пятом этаже, для повышения сейсмостойкости
существующих панельных оставшихся двух пятиэтажек не разрушенных землетрясением 27 мая
1995 у памятника Ленина в г. Нефтегорске, и их программная реализация расчета
существующих пятиэтажек на прогрессирующее лавинообразное обрушение в среде
вычислительного комплекса SCAD Office
, и определено место на последнем
пятом этаже хрущевки, применения и фрикционо-подвижных
болтовых соединений ФПС + ЛСК ( легко сбрасываемее
конструкции пятого последнего этажа , оборудованного под
кладовки, складские помещения без людей при возможном
пластическом –мягком обрушении пятого этажа при
многокаскадном демпфировании, при импульсных растягивающих
нагрузках , по изобретениям проф дтн ПГУПС А.М.Уздина №№
1143895, 1168755, 1174616 ) , которые напрямую влияет на
количество энергии рассеиваемой на «пластическом шарнире».
3. Для повышения надѐжности зданий и сооружений полезно
совместное использование нескольких систем путѐм объединения их
45

46.

между собой, например фланцевые –фрикционно –подвижные
болтовые соединения и легко –сбрасываемые конструкции ( №
154506 «Панель противовзрывная» и создания расчетных
пластических шарниров в среде вычислительного комплекса SCAD
Office , согласно патента № 2010136746
4. Разработаны специальные технических условий (СТУ) организацией «Сейсмофонд»
при СПб ГАСУ , для применения гасителей динамических колебаний с использованием
фрикционно-подвижные болтовые соединения с длинными овальными отверстиями на пятом
обрушающимся этаже и легко сбрасываемыми панелями и кровли пятого этажа хрущевки (
согласно патента №154506 «Панель противовзрывная»), с демонтажем сварочных креплений на
пятом этаже, для повышения сейсмостойкости существующих панельных оставшихся двух
пятиэтажек не разрушенных землетрясением 27 мая 1995 у памятника Ленина в г.
Нефтегорске, и их программная реализация расчета существующих двух пятиэтажек на
прогрессирующее лавинообразное обрушение, взаимодействие здания с геологической средой, в среде
вычислительного комплекса SCAD Office, согласно изобретения № 2010136746 и впервые
использовать ДИНАМИЧЕСКИе и упругоплатические гасители ( шарниры)
КОЛЕБАНИЙ ДЛЯ существующих двух уцелевших пятиэтажки . Рядом с памятником
Ленина в СЕЙСМИЧЕСКи АКТИВНОй зоне Сахалина в г Нефтегорск и установка
фрикционно –подвижных болтовых соединений , для существующих хрущевок
согласно изобретениям № 165076 «Опора сейсмостойкая», № 2010136746, № 154506
«Панель противовзрывная», № 1143895, 1168755, 1174616, оперативно выполнит
организация «Сейсмофонд» при СПб ГАСУ ИНН 2014000780 КПП 201401001 ОГРН
1022000000824 [email protected] [email protected] (921) 962-67-78, (996) 798-2654
46

47.

48.

49.

50.

51.

52.

53.

54.

55.

56.

57.

58.

59.

60.

61.

62.

63.

Литература
1. Айзенберг Я.М., Нейман А.И., Абакаров А.Д., Деглина М.М., Чачуа Т.Л.
Адаптивные системы сейсмической защиты сооружения.-М.:-Наука.-1978.246
2. Айзенберг Я.М. Сооружения с выключающимися связями для
сейсмических районов.М.:Стройиздат.-1976.-229 с.
3. Долгая А.А. Моделирование сейсмического воздействия коротким
временным процессом. // Э-И. ВНИИНТПИ. Сер. “Сейсмостойкое
строительство”, Вып. 5-6., 1994, с.56-63
4. Уздин А.М., Елизаров С.В., Белаш Т.А. Сейсмостойкие конструкции
транспортных зданий и сооружений. Учебное пособие. ФГОУ «Учебнометодический центр по образованию на железнодорожном транспорте»,
2012-500 с.
63

64.

5. Рекомендации по заданию сейсмических воздействий для расчета зданий
разной степени ответственности. - С.-Петербург - ПетропавловскКамчатский, КамЦентр, 1996, 12с.
6. Уздин А.М. Задание сейсмического воздействия. Взгляд инженерастроителя. Сейсмостойкое строительство. Безопасность сооружений.
2005, №1, с. 27-31
7. Уздин А.М. Что скрывается за линейно-спектральной теорией
сейсмостойкости. Сейсмостойкое строительство. Безопасность
сооружений. 2009, №2, с. 18-23
8. Сахаров О.А. К вопросу задания сейсмического воздействия при
многоуровневом проектировании сейсмостойких конструкций
Сейсмостойкое строительство. Безопасность сооружений, №4, 2004 г. С.7-9
64

65.

66.

67.

68.

69.

70.

71.

72.

73.

74.

75.

76.

77.

78.

79.

80.

81.

82.

83.

84.

85.

86.

87.

88.

89.

90.

91.

92.

93.

94.

95.

96.

97.

98.

99.

100.

100

101.

101

102.

102

103.

103

104.

104

105.

105

106.

106

107.

107

108.

108

109.

109

110.

Испытательный центр СПб ГАСУ, аккредитован Федеральной службой по аккредитации (аттестат № RA.RU.21СТ39, выдан 27.05.2015,
ОО "Сейсмофонд" ОГРН: 102200000082
ФГБОУ СПб ГАСУ № RA.RU.21СТ39 от 27.05.2015, 190005, СПб, 2-я Красноармейская д 4
Обособленное подразделение ООО ФПГ «РОССТРО»-«ПКТИ»
Испытательный Центр " ПКТИ - СтройТЕСТ "
для
применения гасителя динамических колебаний с использованием фрикционно-подвижные болтовые
соединения с длинными овальными отверстиями на пятом обрушающимся этаже и легко
сбрасываемыми панелями и кровли пятого этажа хрущевки ( согласно патента №154506 «Панель
противовзрывная»), с демонтажем сварочных креплений на пятом этаже, для повышения
Лаборатория исследований строительных материалов и конструкций и сертификация строительных изделий (ИСМКиССИ)
110

111.

сейсмостойкости существующих панельных оставшихся двух пятиэтажек не разрушенных
землетрясением 27 мая 1995 у памятника Ленина в г. Нефтегорске, и их программная реализация
расчета существующих двух пятиэтажек на прогрессирующее лавинообразное обрушение,
взаимодействие здания с геологической средой, в среде вычислительного комплекса SCAD Office,
согласно изобретения № 2010136746
197341, Санкт - Петербург, Афонская ул., 2, тел.: 302-04-93, факс: 302-06-88.
Аттестаты аккредитации федерального агентство по техническому регулированию и метрологии научных консультантов ОО
«Сейсмофонд», преподавателей ПГУПС, СПб ГАСУ ( по телефону консультирующих испытание на сейсмостойкость)
ФГБОУ СПб ГАСУ № RA.RU.21СТ39 от 27.05.2015, адр.:190005, СПб, 2-я Красноармейская ул.д 4,
ФГБОУ ВПО ПГУПС № SP01.01.406.045 от 27.05.2014, адр.: 190031, СПб, Московский пр.9,
ИЦ «ПКТИ -Строй-ТЕСТ», свидетельство об аккредитации ОАО «НТЦ «Промышленная безопасность» № ИЛ/ЛРИ-00804 от 25.03.2016 до
25.03.2021,
ОО «Сейсмофонд»: аттестат аккредитации СРО «НИПИ ЦЕНСТРОЙПРОЕКТ» № 0223.01-2010-2010000211-П-29 от 27.03.2012
http://www.npnardo.ru/news_36.htm и СРО «ИНЖГЕОТЕХ» № 060-2010-2014000780-И-12, выдано 28.04.2010 г. http://nasgage.ru/
(921) 962-67-78, т/ф (812) 694-78-10, т. (999) 535-47-29
Испытания на соответствие требованиям (тех.регла-мент, ГОСТ, тех. условия)1. ГОСТ 56728-2015 Ветровой район – VII, 2.
ГОСТ Р ИСО 4355-2016 Снеговой район – VIII, 3. ГОСТ 30546.1-98, ГОСТ 30546.2-98, ГОСТ 30546.3-98 (сейсмостойкость - 9 баллов)
Протокол испытаний на осевое статическое усилие сдвига фрикционно-подвижного соединения по линии нагрузки испытаний на
вибростойкость виброизолирующее оборудование под виброизолирующие основания под вентиляционные агрегаты ООО "Леванта
Групп" для Белорусской АЭС
№ 1516-2/3 от 08.02.2019 г.
Дата проведения испытаний: 08 февраля 2019 г.
Основание для проведения испытаний: заявка от 08.01.2019 г. ОО «СейсмоФОНД» и ООО "Техносфера"
Наименование продукции: Болтовое фрикционно –подвижное соединение с
четырьмя шестигранными гайками установленные в длинные овальные отверстия на болтах с контролируемым натяжением согласно СП
16.13330.2011 Стальные конструкции (СНиП II -23-81*)
Предъявитель продукции: ОО «СейсмоФОНД».
Место проведения испытаний: Обособленное подразделение ООО «РОССТРО» - «ПКТИ». Испытательный центр «ПКТИ-СтройТЕСТ».
ИЛ ИСМКиССИ.
111

112.

Определяемые показатели: Статическое усилие сдвига зажима вдоль оси шпильки.
Испытательное оборудование и данные о поверке: Для создания осевого усилия использовалась испытательная машина ZD-10/90 зав. №
66/79 (сертификат о калибровке Свидетельство о регистрации в РСК № 001414 от 05 06 2015 г. СЕРТИФИКАТ О КАЛИБРОВКЕ № 0826Ш-16
Дата калибровки: "01" сентября 2016 г ).
Регистрация усилия выдергивания производилась по шкале до 1000 кгс. Методика проведения испытаний:
В соответствии с поставленной «Заказчиком» задачей: определения величины усилия, при котором будет происходить перемещение
зажима по условному длинному овальному отверстию , в зависимости от усилия затяжки гаек, испытаны два образца узла крепления
(описание в таблице).
Испытание статической нагрузкой проводилось путем жесткого закрепления фрикционно –подвижного соединения (ФПС) на станине
испытательной машины и приложения усилия к дугообразному зажиму в направлении оси шпильки, фрагмента узла протяжного
фрикционно-подвижного соединения на двух болтах М10 и 4 –х гаках М10 , 4 стальных шайбах толщиной 3 мм , диаметром 34 мм
установленных в длинных ( условно) овальных отверстиях в соответствии с требованиям :
СП 56.13330.2011 Производственные здания. Актуализированная редакция СНиП 31-03-2001, ГОСТ 30546.1-98 , ГОСТ 30546.2-98, ГОСТ
30546.3-98, СП 14.13330-2011 п .4.6. «Обеспечение демпфированности фрикционно-подвижного соединения (ФПС)», альбом серия 4.4029 «Анкерные болты», вып. 5 «Ленгипронефтехим», ГОСТ 17516.1-90 (сейсмические воздействия 9 баллов по шкале MSK-64 п.5), СП
16.13330.2011. п.14.3, ТКП 45-5.04-274-2012 (02250) , п.10.7, 10.8.
Испытания производились согласно требованиям СП 14.13330. 2014, п.4.7 (демпфирование), п.6.1.6, п.5.2 (моделей), СП 16.13330. 2011
(СНиПII-23-81*), п.14,3 -15.2.4, ТКТ 45-5.04-274-2012( 02250), п.10.3.2 -10.10.3, согласно изобретениям №№ 1143895, 1174616,1168755
SU, 2371627, 2247278, 2357146, 2403488, 2076985 RU № 4,094,111 US, TW 201400676 Restraintanti-windandantiseismicfrictiondampingdevice. Испытания проводились на основе прогрессивной теории активной сейсмозащиты зданий согласно ГОСТ
6249-52 «Шкала для определения силы землетрясения». Более подробно с испытаниями сдвигоустойчивых податливых узлов крепления
можно ознакомиться в ИЦ «ПКТИ-СтройТЕСТ»,
адрес: 197341, СПб, ул. Афонская, д.2, тел 302-04-93, ф 302-06-88, [email protected] (ранее составлен акт испытаний на осевое
статическое усилие сдвига дугообразного зажима анкерной шпильки № 1516-2 от 25.11.2013)
Определение несущей способности образца( соединения ) на высокопрочных ботах в длинных овальных отверстиях и определение
коэффициента трения между контактными поверхностями соединяемых элементов. Причем, между контактирующими поверхностями
проложен стальной трос в полиэтиленовой оплетке диаметром 4 мм
Испытания образцов, соединений проводились согласно: СТП 006-97 Устройство соединений на высокопрочных болтах в стальных
конструкциях мостов
СТП 006 -97
СТАНДАРТ ПРЕДПРИЯТИЯ УСТРОЙСТВО СОЕДИНЕНИЙ НА ВЫСОКОПРОЧНЫХ БОЛТАХ В СТАЛЬНЫХ
КОНСТРУКЦИЯХ МОСТОВ КОРПОРАЦИЯ «ТРАНССТРОЙ»
МОСКВА 1998
Предисловие
1 РАЗРАБОТАН Научно-исследовательским центром «Мосты» ОАО « ЦНИИС» (канд. техн. наук А.С. П латонов, канд. техн. наук И.Б .
Ройзм ан, инж . А.В. К ру чинки н, канд. техн. наук М.Л. Лобков, инж . М .М. Мещ еряков)
ВНЕСЕН Научно-техническим центром Корпорации «Трансстрой»
2 ПРИНЯТ И ВВЕДЕН В ДЕЙСТВИЕ Корпорацией «Трансстрой» распоряжением от 09 октября 1997 г. № МО-233
3 СОГЛАСОВАН специализированными фирмами « Мостострой», «Транспроект» Корпорации «Трансстрой», Главным управлением пути
Министерства путей сообщения РФ
4 С введением настоящего стандарта утрачивает силу ВСН 163 -69 «Инструкция по технологии устройства соединений на высокопрочных
болтах в стальных конструкциях мостов»
Л. 1 Несущая способность соединений на высокопрочных болтах оценивается испытанием на сдвиг при сжатии двух срезных
одноболтовы х образцов.
112

113.

Отбор образцов выполняется в соответствии с пунктом 8.12.
Л. 2 Образцы изготовляют из стали, применяемой в конструкции возводимого сооружения (рис. Л.1).
Рис. Л. 1 . Образец для испытания на сдвиг при сжатии:
1 - основной элемент; 2 - накладка; 3 - высокопрочный болт с шайбами и гайкой (в скобках размеры при исполь зовании болтов М27 )
Пластины 1 и 2 вырезают газорезкой с припуском 2 - 3 мм по контуру, а затем фрезеруют до проектных размеров в плане. Отверстия
образуются сверлением, заусенцы по кромкам и в отверстиях удаляю тся.
Пластины должны быть плоскими, не иметь грибовидности или выпуклости.
Л .3 Контактные поверхности пластин 1 и 2 обрабатываются по технологии, принятой в проекте сооружения.
Используются высокопрочные болты, подготовленные к установке и натяжению в монтажных соединениях конструкции. Натяжени е
болта осуществляется динамометрическими ключами, применяемыми на строительстве при сборке соединений на высокопрочных болтах.
Пластины перед натяжением болта устанавливаются так, чтобы был гарантирован зазор «над болтом» в отверстии пластины 7 .
После натяжения болта опорные торцы пластин 1 и 2 должны быть параллельны, а торцы пластин 2 находиться на одном уровне.
Сведения о сборке образцов заносятся в протокол.
Образцы испытывают на сжатие на прессе развивающем усилие не менее 50 тс. Точность испытательной машины должна быть не ниже ±2
%.
Образец нагружается до момента сдвига средней пластины 1 о т носительно пластин 2 и при этом фиксируется нагрузка Т,
характеризующая исчерпание несущей способности образца. Испытания рекомендуется проводить с записью диаграммы сжатия образца.
Для суждения о сдвиге необходимо нанести риски на пластинах 1 и 2 .
Результаты испытания заносятся в протокол, г де отмечается дата испытания, маркировка образца, нагрузка, соответствующая сдвигу
(прик ладывается диаграмма сжатия), и фамилии лиц, проводивших испытания.
Протокол со сведениями по отбору и испытанию образцов предъявляется при приемке соединений.
Л .4 Несущая способность образца Т, полученная при испытании и расчетное усилие Q bh , принятое в проекте сооружения, которое может
быть воспринято каждой п о верхностью трения соединяемых элеме нтов, стянутых одним высокопрочным болтом (одним болт оконт акт
ом), оценивается соотношением Qbh ≤ Т/ 2 в каждом из трех образцов.
В случае невыполнения указанного соотношения решение принимается комиссионно с участием заказчика, проектной и научно-исследоват
е льской организаций.
Приложение М (информационное) Библиография
[1 ] . Правила по охране труда при сооружении мостов. ЦНИИС, 1991 г.
[2 ] . Правила устройства и безопасной эксплуатации сосудов, работающих под давлением. Госгортехнадзор СССР, 1970 г.
[3 ] . Санитарные правила при работе с эпоксидными смолами. Госсанинспекция СССР, 1960 г.
[4 ] . Типовая инструкция по охране труда при хранении и перевозке горюч их, легко воспламеняющихся и взрывоопасных грузов. Оргт
рансст рой, 1978 г.
[ 5 ] . Правила пожарной безопасности при производстве строительно-монтажных работ. П ПБ1 -93 Российской Федерации.
113

114.

Ключевые слова: фрикционное соединение, контактная поверхность, способ обработки контактных поверхностей, повторная обработка
контактных поверхностей, клее фрикционное покрытие контактной поверхности, высокопрочные метизы (болты, гайки, шайбы),
коэффициент закручивания, усилие натяжения болта, крутящий момент, динамометрический ключ.
Рис Общий вид образцов виброизолирующей опоры ( для виброизолирующих опор -основания под вентиляционные агрегаты ООО
"Леванта Групп) для Белорусской АЭС , согласно изобретениям № 165076 RU E 04H 9/02 «Опора сейсмостойкая», изобретения «Способ
защиты зданий и сооружений при взрыве с использованием сдвигоустойчивых и легко сбрасываемых соединений, использующие систему
демпфирования фрикционности и сейсмоизоляцию для поглощения взрывной и сейсмической энергии» № 2010136746 от 20.01.2013,
заявки на изобретение № 20181229421/20(47400) от 10.08.2018 «Опора сейсмоизолирующая «гармошка», заявки на изобретение №
2018105803/20 (008844) от 11.05.2018 «Антисейсмическое фланцевое фрикционно-подвижное соединение для трубопроводов» F 16L
23/02 , заявка на изобретение № 2016119967/20( 031416) от 23.05.2016 «Опора сейсмоизолирующая маятниковая» E04 H 9/02 )
испытываемых на сдвиг с болтами ( шпилькой) М 10 с тросом в пластмассовой оплетке и без оплетки со стальным тросом М 2 мм
Образец № 1 ГОСТ 22353- 77 с платиной 260 мм Х 40 Х 3 мм Сталь 10 ХСНД
Рис Общий вид образцов виброизолирующей опоры ( для виброизолирующих опор -основания под вентиляционные агрегаты ООО
"Леванта Групп) для Белорусской АЭС , согласно изобретениям № 165076 RU E 04H 9/02 «Опора сейсмостойкая», изобретения «Способ
защиты зданий и сооружений при взрыве с использованием сдвигоустойчивых и легко сбрасываемых соединений, использующие систему
демпфирования фрикционности и сейсмоизоляцию для поглощения взрывной и сейсмической энергии» № 2010136746 от 20.01.2013,
заявки на изобретение № 20181229421/20(47400) от 10.08.2018 «Опора сейсмоизолирующая «гармошка», заявки на изобретение №
2018105803/20 (008844) от 11.05.2018 «Антисейсмическое фланцевое фрикционно-подвижное соединение для трубопроводов» F 16L
114

115.

23/02 , заявка на изобретение № 2016119967/20( 031416) от 23.05.2016 «Опора сейсмоизолирующая маятниковая» E04 H 9/02 )
испытываемых на сдвиг с болтами ( шпилькой) М 10 с тросом в пластмассовой оплетке и без оплетки со стальным тросом М 2 мм
Образец № 1 ГОСТ 22353- 77 с платиной 260 мм Х 40 Х 3 мм Сталь 10 ХСНД
Рис Общий вид образцов виброизолирующей опоры ( для виброизолирующих опор -основания под вентиляционные агрегаты ООО
"Леванта Групп) для Белорусской АЭС , согласно изобретениям № 165076 RU E 04H 9/02 «Опора сейсмостойкая», изобретения «Способ
защиты зданий и сооружений при взрыве с использованием сдвигоустойчивых и легко сбрасываемых соединений, использующие систему
демпфирования фрикционности и сейсмоизоляцию для поглощения взрывной и сейсмической энергии» № 2010136746 от 20.01.2013,
заявки на изобретение № 20181229421/20(47400) от 10.08.2018 «Опора сейсмоизолирующая «гармошка», заявки на изобретение №
2018105803/20 (008844) от 11.05.2018 «Антисейсмическое фланцевое фрикционно-подвижное соединение для трубопроводов» F 16L
23/02 , заявка на изобретение № 2016119967/20( 031416) от 23.05.2016 «Опора сейсмоизолирующая маятниковая» E04 H 9/02 )
испытываемых на сдвиг с болтами ( шпилькой) М 10 с тросом в пластмассовой оплетке и без оплетки со стальным тросом М 2 мм
Образец № 1 ГОСТ 22353- 77 с платиной 260 мм Х 40 Х 3 мм Сталь 10 ХСНД
Рис Общий вид образцов виброизолирующей опоры ( для виброизолирующих опор -основания под вентиляционные агрегаты ООО
"Леванта Групп) для Белорусской АЭС , согласно изобретениям № 165076 RU E 04H 9/02 «Опора сейсмостойкая», изобретения «Способ
защиты зданий и сооружений при взрыве с использованием сдвигоустойчивых и легко сбрасываемых соединений, использующие систему
демпфирования фрикционности и сейсмоизоляцию для поглощения взрывной и сейсмической энергии» № 2010136746 от 20.01.2013,
заявки на изобретение № 20181229421/20(47400) от 10.08.2018 «Опора сейсмоизолирующая «гармошка», заявки на изобретение №
2018105803/20 (008844) от 11.05.2018 «Антисейсмическое фланцевое фрикционно-подвижное соединение для трубопроводов» F 16L
23/02 , заявка на изобретение № 2016119967/20( 031416) от 23.05.2016 «Опора сейсмоизолирующая маятниковая» E04 H 9/02 )
испытываемых на сдвиг с болтами ( шпилькой) М 10 с тросом в пластмассовой оплетке и без оплетки со стальным тросом М 2 мм
Образец № 1 ГОСТ 22353- 77 с платиной 260 мм Х 40 Х 3 мм Сталь 10 ХСНД
115

116.

Рис Общий вид образцов виброизолирующей опоры ( для виброизолирующих опор -основания под вентиляционные агрегаты ООО
"Леванта Групп) для Белорусской АЭС , согласно изобретениям № 165076 RU E 04H 9/02 «Опора сейсмостойкая», изобретения «Способ
защиты зданий и сооружений при взрыве с использованием сдвигоустойчивых и легко сбрасываемых соединений, использующие систему
демпфирования фрикционности и сейсмоизоляцию для поглощения взрывной и сейсмической энергии» № 2010136746 от 20.01.2013,
заявки на изобретение № 20181229421/20(47400) от 10.08.2018 «Опора сейсмоизолирующая «гармошка», заявки на изобретение №
2018105803/20 (008844) от 11.05.2018 «Антисейсмическое фланцевое фрикционно-подвижное соединение для трубопроводов» F 16L
23/02 , заявка на изобретение № 2016119967/20( 031416) от 23.05.2016 «Опора сейсмоизолирующая маятниковая» E04 H 9/02 )
испытываемых на сдвиг с болтами ( шпилькой) М 10 с тросом в пластмассовой оплетке и без оплетки со стальным тросом М 2 мм
Образец № 1 ГОСТ 22353- 77 с платиной 260 мм Х 40 Х 3 мм Сталь 10 ХСНД
Рис Общий вид образцов виброизолирующей опоры ( для виброизолирующих опор -основания под вентиляционные агрегаты ООО
"Леванта Групп) для Белорусской АЭС , согласно изобретениям № 165076 RU E 04H 9/02 «Опора сейсмостойкая», изобретения «Способ
защиты зданий и сооружений при взрыве с использованием сдвигоустойчивых и легко сбрасываемых соединений, использующие систему
демпфирования фрикционности и сейсмоизоляцию для поглощения взрывной и сейсмической энергии» № 2010136746 от 20.01.2013,
заявки на изобретение № 20181229421/20(47400) от 10.08.2018 «Опора сейсмоизолирующая «гармошка», заявки на изобретение №
2018105803/20 (008844) от 11.05.2018 «Антисейсмическое фланцевое фрикционно-подвижное соединение для трубопроводов» F 16L
23/02 , заявка на изобретение № 2016119967/20( 031416) от 23.05.2016 «Опора сейсмоизолирующая маятниковая» E04 H 9/02 )
испытываемых на сдвиг с болтами ( шпилькой) М 10 с тросом в пластмассовой оплетке и без оплетки со стальным тросом М 2 мм
Образец № 1 ГОСТ 22353- 77 с платиной 260 мм Х 40 Х 3 мм Сталь 10 ХСНД
116

117.

118.

119.

120.

№ п.п.
Результаты испытания болтового соединения на сдвиг .
Наименование узла крепления
Величина усилия, кгс, при
Характеристики
котором происходит
скольжения,
скольжение или перемещение податливости.
стального зажима для троса
по стальному анкеру
1
1.
2
Фрикционно-подвижное
3
соединение
(ФПС)
с
Было ранее
_____(50)
Стало
болтовыми зажимами с четырьмя шестигранными
4
Перемещение шайбы с гайкой 2,5 см по
овальному отверстию при постоянной
нагрузке
гайками M l0, затянутыми с помощью гаечного
ключа
на
половина
усилия
или
динамометрического ключа с усилием 40 Н*м. с (
между
контактирующими
поверхностями
проложен стальной трос в пластмассой оплетке
диаметром 4 мм)
2.
Фрикционно –подвижное соединение с четырьмя
Было 90-150
гайками с двух сторон затянуты гаечным ключом
_______
гайками М10, затянутыми с помощью гаечного
ключа или динамометрического ключа с усилием
20 Н*м.
между
контактирующими
условному овальному отверстию при
постоянной нагрузке
Стало
на максимальную нагрузку двумя шестигранными
(
Перемещение шайбы с гайком 3,5-4.0 см по
поверхностями
проложен стальной трос в пластмассой оплетке
диаметром 4 мм)
120

121.

Результаты испытания телескопической и струнной- стрежневой виброизолирующей опоры ( для виброизолирующих опор основания под вентиляционные агрегаты ООО "Леванта Групп) для Белорусской АЭС , согласно изобретениям № 165076 RU E
04H 9/02 «Опора сейсмостойкая», изобретения «Способ защиты зданий и сооружений при взрыве с использованием
сдвигоустойчивых и легко сбрасываемых соединений, использующие систему демпфирования фрикционности и сейсмоизоляцию
для поглощения взрывной и сейсмической энергии» № 2010136746 от 20.01.2013, заявки на изобретение № 20181229421/20(47400)
от 10.08.2018 «Опора сейсмоизолирующая «гармошка», заявки на изобретение № 2018105803/20 (008844) от 11.05.2018
«Антисейсмическое фланцевое фрикционно-подвижное соединение для трубопроводов» F 16L 23/02 , заявка на изобретение №
2016119967/20( 031416) от 23.05.2016 «Опора сейсмоизолирующая маятниковая» E04 H 9/02 ) испытываемых на сдвиг с болтами
( шпилькой) М 10 с тросом в пластмассовой оплетке и без оплетки со стальным тросом М 2 мм Образец № 1 ГОСТ 22353- 77
с платиной 260 мм Х 40 Х 3 мм Сталь 10 ХСНД
№ п.п.
Наименование узла крепления
Величина усилия, кгс, при
Характеристики
котором происходит
скольжения,
скольжение или перемещение податливости между контактирующими
стального зажима для троса
поверхностями .
по стальному анкеру
1
1.
2
Фрикционно-подвижное
3
соединение
(ФПС)
с
50
болтовыми зажимами с четырьмя шестигранными
4
Перемещение шайбы с гайком 2,5 см по
овальному отверстию при постоянной
нагрузке
гайками M l0, затянутыми с помощью гаечного
ключа
на
половина
усилия
или
динамометрического ключа с усилием 40 Н*м.
2.
Фрикционно –подвижное соединение с четырьмя
90-150
гайками с двух сторон затянуты гаечным ключом
Перемещение шайбы с гайком 3,5-4.0 см по
условному овальному отверстию при
постоянной нагрузке
на максимальную нагрузку двумя шестигранными
гайками М10, затянутыми с помощью гаечного
ключа или динамометрического ключа с усилием
20 Н*м.
121

122.

Результаты испытания струнной , стрежневого виброизолятора вместо стальной гофры (отсутствует)
.
№ п.п.
Наименование узла крепления
Величина усилия, кгс, при
Характеристики
котором происходит
скольжения,
скольжение или перемещение податливости.
стального зажима для троса
по стальному анкеру
1
1.
2
Фрикционно-подвижное
3
соединение
(ФПС)
с
4
Сдвиг или перемещение шайбы с гайком
50
2,5 см по овальному отверстию при
болтовыми зажимами с четырьмя шестигранными
постоянной нагрузке
гайками M l0, затянутыми с помощью гаечного
ключа
на
половина
усилия
или
динамометрического ключа с усилием 40 Н*м.
2.
Фрикционно –подвижное соединение с четырьмя
Перемещение шайбы с гайком 3,5-4.0 см по
90-150
условному овальному отверстию при
гайками с двух сторон затянуты гаечным ключом
постоянной нагрузке
на максимальную нагрузку двумя шестигранными
гайками М10, затянутыми с помощью гаечного
ключа или динамометрического ключа с усилием
20 Н*м.
Момент затяжки сдвигоустойчивых отжимных необработанных ботов (отделка чернением). Коэффициент трения 0,14,который
использовался при лабораторных испытаниях (Табл 5.1)
Класс
5.6
8.8
Момент
Номинальный размер резьбы
M6
M8
M10
M12
M16
M20
M24
M27
M30
M33
M36
M39
Nm
4.6
11
22
39
95
184
315
470
636
865
1111
1440
Ft. lb
3.3
8.1
16
28
70
135
232
346
468
637
819
1062
Nm
10.5
26
51
89
215
420
725
1070
1450
1970
2530
3290
122

123.

10.9
12.9
Ft. lb
7.7
19
37
65
158
309
534
789
1069
1452
1865
2426
Nm
15
36
72
125
305
590
1020
1510
2050
2770
3680
4520
Ft. lb
11
26
53
92
224
435
752
1113
1511
2042
2625
3407
Nm
18
43
87
150
365
710
1220
1810
2450
3330
4260
5550
Ft. lb
13
31
64
110
269
523
899
1334
1805
2455
3156
4093
Nm = Нм, Ft. lb = фунто-футы
Момент затяжки отжимных болтовых сдвигоустойчивых соединений. Коэффициент трения 0,125 Табл. 5.2
Организация, выполняющая испытания: Обособленное подразделение ООО «РОССТРО» - «ПКТИ». Испытательный центр «ПКТИСтройТЕСТ». ИЛ Строительных материалов. Аттестат аккредитации федерального агентства по техническому регулированию и
метрологии РОСС RU0001.22.CJI33 от 24.12.2010 г.
Результаты испытаний со стальной гайкой номер 1 .
Испытание образцов для виброизолирующей опоры ( для виброизолирующих опор -основания под вентиляционные агрегаты
ООО "Леванта Групп) для Белорусской АЭС , согласно изобретениям № 165076 RU E 04H 9/02 «Опора сейсмостойкая»,
изобретения «Способ защиты зданий и сооружений при взрыве с использованием сдвигоустойчивых и легко сбрасываемых
соединений, использующие систему демпфирования фрикционности и сейсмоизоляцию для поглощения взрывной и сейсмической
энергии» № 2010136746 от 20.01.2013, заявки на изобретение № 20181229421/20(47400) от 10.08.2018 «Опора сейсмоизолирующая
«гармошка», заявки на изобретение № 2018105803/20 (008844) от 11.05.2018 «Антисейсмическое фланцевое фрикционно-подвижное
соединение для трубопроводов» F 16L 23/02 , заявка на изобретение № 2016119967/20( 031416) от 23.05.2016 «Опора
сейсмоизолирующая маятниковая» E04 H 9/02 ) испытываемых на сдвиг с болтами ( шпилькой) М 10 с тросом в
пластмассовой оплетке и без оплетки со стальным тросом М 2 мм Образец № 1 ГОСТ 22353- 77 с платиной 260 мм Х 40 Х 3
мм Сталь 10 ХСНД
123

124.

№
пп
Наименование узла крепления на податливость или
сдвигоустойчивость
1
Одна гайка М10 диаметра, затянутые с помощью
динамометрического ключа с усилием
2
Одна гайки М10 диаметра, затянутые с помощью
динамометрического ключа с усилием
3
Две гайки М10 диаметра, затянутые с помощью
динамометрического ключа с усилием
4
Две гайки М10 диаметра, затянутые с помощью
динамометрического ключа с усилием
Величина усилий кгс ( при
котором происходит
скольжение или
перемещение стального
зажима для троса по
стальному анкеру
Характеристики скольжения,
податливости,
демпфирования,
перемещения. разрушения
Результаты испытаний виброизолирующей втулки (гильзы ) , из троса номер виброизолирующей опоры ( для
виброизолирующих опор -основания под вентиляционные агрегаты ООО "Леванта Групп) для Белорусской АЭС , согласно
изобретениям № 165076 RU E 04H 9/02 «Опора сейсмостойкая», изобретения «Способ защиты зданий и сооружений при взрыве с
использованием сдвигоустойчивых и легко сбрасываемых соединений, использующие систему демпфирования фрикционности и
сейсмоизоляцию для поглощения взрывной и сейсмической энергии» № 2010136746 от 20.01.2013, заявки на изобретение №
20181229421/20(47400) от 10.08.2018 «Опора сейсмоизолирующая «гармошка», заявки на изобретение № 2018105803/20 (008844) от
11.05.2018 «Антисейсмическое фланцевое фрикционно-подвижное соединение для трубопроводов» F 16L 23/02 , заявка на
изобретение № 2016119967/20( 031416) от 23.05.2016 «Опора сейсмоизолирующая маятниковая» E04 H 9/02 ) испытываемых на
сдвиг
с болтами ( шпилькой) М 10 с тросом в пластмассовой оплетке и без оплетки со стальным тросом М 2 мм Образец № 1
ГОСТ 22353- 77 с платиной 260 мм Х 40 Х 3 мм Сталь 10 ХСНД
2.
№
пп
Наименование узла крепления на податливость или
сдвигоустойчивость
1
Две гайки М10 диаметра, затянутые с помощью
динамометрического ключа с усилием
2
Две гайки М10 диаметра, затянутые с помощью
динамометрического ключа с усилием
3
Две гайки М10 диаметра, затянутые с помощью
динамометрического ключа с усилием
4
Две гайки М10 диаметра, затянутые с помощью
динамометрического ключа с усилием
Величина усилий кгс ( при
котором происходит
скольжение или
перемещение стального
зажима для троса по
стальному анкеру
124
Характеристики скольжения,
податливости, демпфирования,
перемещения. разрушения

125.

Результаты испытаний узлов , образцов дляч виброизолирующей опоры ( для виброизолирующих опор -основания под
вентиляционные агрегаты ООО "Леванта Групп) для Белорусской АЭС , согласно изобретениям № 165076 RU E 04H 9/02 «Опора
сейсмостойкая», изобретения «Способ защиты зданий и сооружений при взрыве с использованием сдвигоустойчивых и легко
сбрасываемых соединений, использующие систему демпфирования фрикционности и сейсмоизоляцию для поглощения взрывной
и сейсмической энергии» № 2010136746 от 20.01.2013, заявки на изобретение № 20181229421/20(47400) от 10.08.2018 «Опора
сейсмоизолирующая «гармошка», заявки на изобретение № 2018105803/20 (008844) от 11.05.2018 «Антисейсмическое фланцевое
фрикционно-подвижное соединение для трубопроводов» F 16L 23/02 , заявка на изобретение № 2016119967/20( 031416) от
23.05.2016 «Опора сейсмоизолирующая маятниковая» E04 H 9/02 ) испытываемых на сдвиг с болтами ( шпилькой) М 10 с
тросом в пластмассовой оплетке и без оплетки со стальным тросом М 2 мм Образец № 1 ГОСТ 22353- 77 с платиной 260 мм Х
40 Х 3 мм Сталь 10 ХСНД
с смятия полимерных ( полимодальных ) демпфирующих ( сминаемых вставок в перед стальным стопором ) вставок номер 3 .
№
пп
Наименование узла крепления на податливость или
сдвигоустойчивость
Величина усилий кгс ( при
котором происходит
скольжение или
перемещение стального
зажима для троса по
стальному анкеру
Характеристики скольжения,
податливости, демпфирования,
перемещения. разрушения
1
2
3
4
5
6
7
Испытания проводились согласно требования не обязательного для использования ( применения, на согласовании ) СП 14.13330.2011
п.4.6 ( обеспечить демпфированность узла ), ГОСТ Р 54257-2001, для районов с сейсмичностью 7-9 баллов с использованием при
креплении оборудования, конструкций на податливых ( сдвигоустойчивых) анкерах креплений с изолирующей трубой и
амортизирующими или демпфирующими элементами выполненных на основе рекомендаций согласно «Руководство по креплению
технологического оборудования фундаментными болтами» (67 стр) , альбом «Анкерные болты» серия 4.402-9 «Анкерные болты» , выпуск
5 ( стр. 29 ) , Инструкция по выбору рамных податливых крепей горных выработок» ( 67 стр. ), «Инструкции по применению
высокопрочных болтов в эксплуатируемых мостах» выполнены согласно изобретения № 20081246, 1701875 с демпфирующими
креплениями Скачать альбом «Конструкции пластового дренажа» http://dwg.ru http://rutracker.org/
Испытывались податливые соединения на демпфирующих креплениях с изолирующей медной или полимерной трубой анкер диаметром
12 мм- 16 мм, длиной 450 мм, с податливым зажимом и стопором, при этом якорем анкера служат два зажима для тросов согласно СН
471-75 и СН 4.402-9 выпуск 5, ГОСТ 50073-92. При испытании определялось требованиие пункта 4.6 ( демпфированность узла
крепления ) согласно СП 14.13330.2011 п 4.6 ( не обязательного для применения, отсутствующего в перечьне действующих номативных
документов ), и ГОСТ Р 54257-2010 «Надежность строительных конструкций и оснований», с учетом ГОСТ 6249-52 «Шкала для
определения силы землетрясения в пределах от 6 до 9 баллов» См. по ссылке новый ГОСТ «Шкала для определения силы землетрясения в
пределах от 6 до 9 баллов» http://scaleofintensityofearthquakes.narod.ru/ http://scaleofintensityofearthquakes2.narod.ru/
http://scaleofintensityofearthquakes3.narod.ru/
125

126.

При испытания затяжки для податливых анкеров, болтов для крепления оборудования в использовать свинцовые шайбы в вилле
свинцовой петли согласно ТР 51748-2001 «Крепи металлические податливые рамные», ГОСТ Р 50910-96 «Крепи металлические
податливые рамные. Методы испытания, в методических указаниях «Определение податливости узлов соединений крепей горных
выработок», ГУ КУЗГТУ, Прокопьевск, 2008 г, и с учетом требований ВСН 362-87, ОСТ 108.275.51-80, ОСТ 36-146-88.Скачать
которые можно на сайте : http://rutraccer.org http://dwg.ru справки: справки: факс (812) 694-78-10, тел. (812) 694-40-33
При испытаниях присутствовали
Руководитель ИЦ «ПКТИ-СтройТЕСТ»
Испытатель
Тамара Валентиновна Суворова
Александр Петрович Суворов
ФОНДА ПОДДЕРЖКИ И РАЗВИТИЯ СЕЙСМОСТОЙКОГО СТРОИТЕЛЬСТВА "ЗАЩИТА И БЕЗОПАСНОСТЬ ГОРОДОВ"
СЕЙСМОФОНД
Полное наименование
ФОНДА ПОДДЕРЖКИ И РАЗВИТИЯ СЕЙСМОСТОЙКОГО
СТРОИТЕЛЬСТВА "ЗАЩИТА И БЕЗОПАСНОСТЬ ГОРОДОВ"
"СЕЙСМОФОНД" при СПб ГАСУ
Сокращенное наименование
ОО «СЕЙСМОФОНД» ИНН 2014000780
ОГРН
1022000000824
ИНН
2014000780
КПП
201401001
Юридический адрес
364024, г.Грозный, ул. им. С.Ш. Лорсанова, д.6 [email protected]
Фактический адрес
190005, г.Санкт-Петербург, 2-я Красноармейская ул д 4
[email protected]
Телефон и факс
( 999) 535-47-29, (921) 962-67-78
Президент
Мажиев Хасан Нажоевич
ОКВЭД
21.12 Деятельность профессиональных организаций
ОКПО
45270815
ОКАТО
96401364
Название банка
ПАО СБЕРБАНК С-З БАНК ПАО СБЕРБАНК СПб, БИК 044030653, ИНН
7707083893, КПП 775001001 К.Сч № 30101810500000000653, Сч №
40817810555031236845, карта № 2202 2006 4085 5233 ИНН: 2014000780
ОГРН: 1022000000824 КПП: 201401001 тел привязан к трубке (921)962-6778 [email protected]
Расчетный счет
40817810455030402987
БИК
044030653
Корреспондентский счет
30101810500000000653
(921) 962-67-78, (996) 798-26-54, (999) 535-47-29
[email protected]
[email protected] [email protected] (996) 798-26-54, (921) 962-67-78
126

127.

Полученные результаты относятся только к образцам, прошедшим испытания.
Размножение и перепечатка протокола испытаний допускается только с письменного разрешения
руководителя ИЦ.
Президент организации "Сейсмофонд", мнс кафедры строительных конструкций, стажер СПб ГАСУ (удостоверение № 8302 /ЛИСИ)
( СПб ГАСУ, имеет бессрочный аттестат аккредитации РОСАККРЕДИТАЦИИ " № RA.RU.21 СТ 39 выдана 23 июня 2015
/Х.Н.Мажиев/
188.254.71.82/rao_rf_pub/?show=view&id_object=DCB44608D54849B2A27CFEFEBEF970D4
Аттестат аккредитации СРО «НИПИ ЦЕНСТРОЙПРОЕКТ» № 0223.01-2010-2010000211-П-29 от 27.03.2012
http://www.npnardo.ru/news_36.htm и СРО «ИНЖГЕОТЕХ» № 060-2010-2014000780-И-12, выдано 28.04.2010 г. http://nasgage.ru/
Руководитель Обособленного подразделения ООО ФПГ "РОССТРО"-"ПКТИ", Испытательный Центр "ПКТИ- Строй-ТЕСТ",
[email protected] (имеет свидетельство об аккредитации № ИЛ /ЛРИ -00804 от 25.03.2016 действующий на основании устава и
свидетельство об аккредитации испытательной лаборатории , аккредитованной с 25.03.2016 до 25.03.2021, выданное ОАО "НТЦ
"Промышленная безопасность" выданное с 25.03.2016 и действует 25.03.2021, http://www.oaontc.ru/
http://www.oaontc.ru/services/registers/lri/159626 (999) 535-47-29
/Т.В.Суворова/
Научные консультанты :
Заместитель президента ОО"Сейсмофонд", научный консультант дтн, проф СПб ГАСУ
Темнов В Г
Копия аттестата испытательной лаборатории СПб ГАСУ № RA.RU.21СТ39 от 27.05.2015 прилагается к протоколу испытаний на
сейсмостойкость и сейсмоустойчивость
Копия аттестата испытательной лаборатории СПб ГАСУ № RA.RU.21СТ39 от 27.05.2015 г. прилагается к протоколу испытаний на
вибростойкость виброизолирующее оборудование под виброизолирующие основания под вентиляционные агрегаты ООО "Леванта
Групп" для Белорусской АЭС
Подтверждение компетентности Номер решения о прохождении процедуры подтверждения компетентности
8590-гу (А-5824) СПб ГАСУ (ЛИСИ)
http://188.254.71.82/rao_rf_pub/?show=view&id_object=DCB44608D54849B2A27CFEFEBEF970D4
Ссылка аккредитации ИЦ «ПКТИ Строй-ТЕСТ» http://www.oaontc.ru/services/registers/lri/159626/
127

128.

128

129.

Материалы лабораторных испытаний по применению гасителя динамических
колебаний с использованием фрикционно-подвижные болтовые соединения с длинными овальными
отверстиями на пятом обрушающимся этаже и легко сбрасываемыми панелями и кровли
пятого этажа хрущевки ( согласно патента №154506 «Панель противовзрывная»), с демонтажем
сварочных креплений на пятом этаже, для повышения сейсмостойкости существующих
панельных оставшихся двух пятиэтажек не разрушенных землетрясением 27 мая 1995 у
памятника Ленина в г. Нефтегорске, и их программная реализация расчета существующих двух
пятиэтажек на прогрессирующее лавинообразное обрушение, взаимодействие здания с
геологической средой, в среде вычислительного комплекса SCAD Office, согласно изобретения №
фрагментов , узлов, чертежей демпфирующей сейсмоизоляции на
сдвиг, на основе древнейших способы сейсмозащиты жилых зданий народами Северного Кавказа для
Чеченской Республики, Дагестана, Ингушетии, Крыма, в программном комплексе SCAD Office, со
скощенными торцами камней , согласно изобретения №№ 2423820, 887743,
демпфирующих компенсаторов на фрикционно-подвижных болтовых
соединениях, для восприятия усилий -за счет трения, при растягивающих
нагрузках , на сдвиг демпфирующего сейсмоизолирующего пояса в
программном комплексе SCAD Office, со скощенными торцами в виде елочки,
зубчик, зтг-заг, согласно изобретения №№ 2423820, 887743, демпфирующих
компенсаторов на фрикционно-подвижных болтовых соединениях, для
восприятия усилий -за счет трения, при растягивающих нагрузках в
трубопроводах и предназначенного для сейсмоопасных районов с
сейсмичностью до 9 баллов, серийный выпуск (в районах с
сейсмичностью 8 баллов и выше для трубопроводов необходимо
использование сейсмостойких каменных крошащих опор , а для
сейсмоизоляции фундамента на фрикционно- подвижных глиняных с
козьим или фиброй стальной волокном соединений, работающих на
сдвиг, с использованием , как бы и на основе фрикци -болта, состоящего
из латунной шпильки с пропиленным в ней пазом и с забитым в паз
шпильки медным обожженным клином, согласно рекомендациям
ЦНИИП им Мельникова, ОСТ 36-146-88, ОСТ 108.275.63-80,РТМ
24.038.12-72, ОСТ 37.001.050- 73,альбома 1-487-1997.00.00 и изобрет. №№
1143895, 1174616,1168755 SU, 4,094,111 US, TW201400676 Restraintantiwindandanti-seismic-friction-damping-device и согласно изобретения
«Опора сейсмостойкая» Мкл E04H 9/02, патент № 165076 RU, Бюл.28, от
2010136746,
129

130.

10.10.2016, на верхних этажах плиты железобетонные укладывать на
тощем глиняном растворе, должны быть уложены в виде "елочки" или
"зубчик "), хранятся на кафедре теоретическая механика по адресу: ПГУПС
190031, СПб, Московский пр 9 , кафедра теоретической механики проф дтн
А.М.Уздин [email protected] [email protected]
[email protected] [email protected]
[email protected] (921) 962-67-78, (999) 535-47-29, (996)
798-26-54
Ознакомлены на саммите изобретателей в 2013 г по применению гасителя динамических
колебаний с использованием фрикционно-подвижные болтовые соединения с длинными овальными
отверстиями на пятом обрушающимся этаже и легко сбрасываемыми панелями и кровли
пятого этажа хрущевки ( согласно патента №154506 «Панель противовзрывная»), с демонтажем
сварочных креплений на пятом этаже, для повышения сейсмостойкости существующих
панельных оставшихся двух пятиэтажек не разрушенных землетрясением 27 мая 1995 у
памятника Ленина в г. Нефтегорске, и их программная реализация расчета существующих двух
пятиэтажек на прогрессирующее лавинообразное обрушение, взаимодействие здания с
геологической средой, в среде вычислительного комплекса SCAD Office, согласно изобретения №
2010136746
Ознакомлены ученые : Председатель оргкомитета Зам. директора по науке НПО ЦКТИ им.И.И. Ползунова, проф., д.т.н.,
СУДАКОВ
Александр
СоПредседатель Презид. Арктической акад. наук, акад. РАЕН, чл.-корр. Петербург. инжен. академии Валерий МИТЬКО
СоПредседатель Председ СЗО Ядерного общества России Проф. Нац. мин.-сырьев. университета Владимир ЛЕБЕДЕВ
СоПредседатель Заслуженный изобретатель Рф, Ветеран военного судостроения
Юрий ВЕСЕЛОВ
СоПредседатель – Академик РАЕН, Ректор Универ института инновац. технологий, проф., д.э.н., PhD Раисса КАШУБИНА
СоПредседатель Заслуженный изобретатель РФ, Ветеран атомн. машиностр. ЦНИИКМ "Прометей" Виктор ЦУКАНОВ
СоПредседатель Засл. изобретатель, проф. Нач. НИЛ Воен. академии связи им.С.М. Будѐнного
Владимир ЧЕРНОЛЕС
СоПредседатель Изобретатель электролечения, PhD, Академ. Петровской академии наук, доктор Вольдемар РАГЕЛЬ
Организатор саммита и координатор программы, Изобретатель
общество изобретателей и рационализаторов Ядерное общество России
Н.И.БАКУМЦЕВ Всероссийское
Российская академия естественных наук (РАЕН) Академия инженерных наук им. А.М.Прохорова
Российская Академия Космонавтики им. К.Э.Циолковского
Научно-исследовательский технологический институт (НИТИ) им. А.П.Александрова" ГК Росатом
Интеллектуальный Международный Фонд "Перестройка Естествознания"
Национальный минерально-сырьевой университет "Горный"
130

131.

Универсальный институт инновационных технологий ( УИИТ )
НТЦентр "Социально-Техническая Компьютерная система» "СТКС & СКИБР"
Санкт-Петербургский государственный морской технический университет
Северо-Западное и Волгодонское отделения Ядерного общества России
Военный учебно-научный центр ВМФ «Военно-морская академия»
СоПредседатель Генеральный директор ФГУП НИТИ им.А.П. Александрова. ,академик МАНЭБ
ВАСИЛЕНКО
Вячеслав
СоПредседатель Председ СЗО Ядерного общества России Проф. Нац. мин.-сырьев. университета Владимир ЛЕБЕДЕВ
СоПредседатель Заслуженный деятель науки РФ, Проф. СПБГПУ, доктор, ветеран ВМФ
БЛАГОВЕЩЕНСКИЙ
Анатолий
СоПредседатель Зам. Гендирект–Нач. отдел. по перспек. разв. эксперимент. базы ЦНИИ им.Крылова Юрий СКОРИКОВ
СоПредседатель Заслуженный изобретатель РФ, Генеральный директор ТЕХНО-АС Прибор
СЕРГЕЕВ
Сергей
СоПредседатель Изобретатель, Академик инж. академии .А.М. Прохорова, PhD Oxford, Профессор
ШАРКОВ
СоПредседатель Заслуженный изобретатель РФ, Генеральный директор СКИБР-СТКС
СоПредседатель Засл. деятель науки, д.в.н., проф. Морского корпуса Петра Великого СПб ВМИ
Владимир ХАЙЧЕНКО
Анатолий ЛАВРЕНТЬЕВ
Председатель оргкомит. Нач. ВМИИ ВУНЦ ВМФ "Военно-морск. академия" д.т.н., чл-корр. РАН, Проф. Евгений ЯКУШЕНКО
СоПредседатель Генеральный директор ФГУП НИТИ им.А.П. Александрова. ,академик МАНЭБ Вячеслав ВАСИЛЕНКО
СоПредседатель Председ СЗО Ядерного общества России Проф. Нац. мин.-сырьев. университета Владимир ЛЕБЕДЕВ
СоПредседатель Заслуженный деятель науки РФ, Проф. СПБГПУ, доктор, ветеран ВМФ Анатолий БЛАГОВЕЩЕНСКИЙ
СоПредседатель Зам. Гендирект–Нач. отдел. по перспек. разв. эксперимент. базы ЦНИИ им.Крылова Юрий СКОРИКОВ
СоПредседатель Заслуженный изобретатель РФ, Генеральный директор ТЕХНО-АС Прибор
Сергей СЕРГЕЕВ
СоПредседатель Изобретатель, Академик инж. академии .А.М. Прохорова, PhD Oxford, Профессор
СоПредседатель Заслуженный изобретатель РФ, Генеральный директор СКИБР-СТКС
Организатор саммита и координатор программы, Изобретатель
Виктор ШАРКОВ
Владимир ХАЙЧЕНКО
СоПредседатель Засл. деятель науки, д.в.н., проф. Морского корпуса Петра Великого СПб ВМИ
Анатолий ЛАВРЕНТЬЕВ
Н.И.БАКУМЦЕВ
131
Виктор

132.

132

133.

133

134.

134

135.

135

136.

136

137.

137

138.

138

139.

139

140.

140

141.

141

142.

142

143.

143

144.

Альбомная Фрикционно подвижные соединения ФПС ПКТИ афонская
144

145.

145

146.

146

147.

147

148.

148

149.

149

150.

150

151.

151

152.

152

153.

153

154.

154

155.

155

156.

156

157.

Применение гасителя динамических колебаний с использованием фрикционно-подвижные
болтовые соединения с длинными овальными отверстиями на пятом обрушающимся этаже и
легко сбрасываемыми панелями и кровли пятого этажа хрущевки ( согласно патента №154506
«Панель противовзрывная»), с демонтажем сварочных креплений на пятом этаже, для
повышения сейсмостойкости существующих панельных оставшихся двух пятиэтажек не
разрушенных землетрясением 27 мая 1995 у памятника Ленина в г. Нефтегорске, и их
программная реализация расчета существующих двух пятиэтажек на прогрессирующее
лавинообразное обрушение, взаимодействие здания с геологической средой, в среде
вычислительного комплекса SCAD Office, согласно изобретения № 2010136746 испытаны в 2021 в
лаборатории ПКТИ ул Афонская 2
157

158.

158

159.

159

160.

160

161.

161

162.

162

163.

163

164.

164

165.

165

166.

166

167.

167

168.

168

169.

169

170.

170

171.

171

172.

172

173.

Пояснительная записка к проекту и указания по применению гасителя динамических
колебаний с использованием фрикционно-подвижные болтовые соединения с длинными овальными
отверстиями на пятом обрушающимся этаже и легко сбрасываемыми панелями и кровли
пятого этажа хрущевки ( согласно патента №154506 «Панель противовзрывная»), с демонтажем
сварочных креплений на пятом этаже, для повышения сейсмостойкости существующих
панельных оставшихся двух пятиэтажек не разрушенных землетрясением 27 мая 1995 у
памятника Ленина в г. Нефтегорске, и их программная реализация расчета существующих двух
пятиэтажек на прогрессирующее лавинообразное обрушение, взаимодействие здания с
геологической средой, в среде вычислительного комплекса SCAD Office, согласно изобретения №
2010136746 и креплению ЛСК с зависанием панелей пятого этажа хрущевки в г
Нефтегорске , Сахалин
1. Крепление металлических трехслойных легкосбрасываемых зависаемых на
демпфирующем тросе сэндвич-панелей к конструкциям здания производится в
соответствии с альбомом технических решений легкосбрасываемых конструкций (ЛСКзависаемые), лист 9: с помощью саморезов диаметром 5,5 мм ГОСТ 7798-70 (длина
самореза определяется по проекту), при этом резьба саморезов сточена с двух сторон,
(смотри комплектующие изделия КД1-5 болты М10х130 с ослабленной головкой: серия
1.432.2-24 , выпуск 1 лист 24, 25, 113 -120, крепежные изделия: серия 1.432.2-24 , выпуск
3, стр.12,13, серия 1.432.2-24, схема крепления: выпуск 0, страница 23-33 альбом
технических решений (лист 21), смотри область применения легкосбрасываемых
конструкций серия: 2.460-19, стр. 4, 5, 36-41).
2. Размер стачивания (ослабления) резьбы самореза или размер откусывания или
стачивания (паз 3-6 мм) прижимной шайбы с резиновой или свинцовой прокладкой
определяется по ГОСТ 6249-52 «Шкала для определения силы землетрясения в пределах
от 6 до 9 баллов» http://scaleofintensityofearthquakes.narod.ru испытанием на
легкосбрасываемость согласно ГОСТ 1759.4-87
3. Расчетная нагрузка от массы легкосбрасываемых конструкций стен должна
составлять не боле 0.7 кПа (требование п. 6.26 СП 4.13130.2009).
4. Крепление демпфирующей тросовой петли или стальной демпфирующей ленты
производится по альбому «Демпфирующий страховочный трос лист 1-12,
2011.03.00СБ».
5.Техническую информацию по испытанию на легкосбрасываемость и зависание
сэндвич-панели смотри по ссылке: http://rostfrei.ru, http://rivets.ru
173

174.

6. С проектной документацией по легкосбрасываемым (ЛСК-зависаемые) и зависаемым
на демпфирующей петле из троса или на стальной ленте сэндвич-панелям можно
ознакомиться по ссылке на новый ГОСТ «Шкала для определения силы землетрясения в
пределах от 6 до 9 баллов», смотри ссылку: http://scaleofintensityofearthquakes.narod.ru
испытания на легкосбрасываемость сэндвич-панелей
http://video.yandex.ru/users/peasantinformagency/?how=my ссылка, где размещен договор
на ЛСК http://goliatin.front.ru
7. Узлы крепления сэндвич-панелей выполняются согласно «Пособия по проектированию
каркасных промзданий для строительства в сейсмических районах» ( к СНиП 11-7-81
пункт 5.81-, рис. 73 -77 )
Пояснение по креплению зависаемых легкосбрасываемых Применение гасителя
динамических колебаний с использованием фрикционно-подвижные болтовые соединения с
длинными овальными отверстиями на пятом обрушающимся этаже и легко сбрасываемыми
панелями и кровли пятого этажа хрущевки ( согласно патента №154506 «Панель
противовзрывная»), с демонтажем сварочных креплений на пятом этаже, для повышения
сейсмостойкости существующих панельных оставшихся двух пятиэтажек не разрушенных
землетрясением 27 мая 1995 у памятника Ленина в г. Нефтегорске, и их программная
реализация расчета существующих двух пятиэтажек на прогрессирующее лавинообразное
обрушение, взаимодействие здания с геологической средой, в среде вычислительного комплекса
SCAD Office, согласно изобретения № 2010136746:
1. Крепления легкосбрасываемых и зависаемых сэндвич-панелей организации ООО «ЗСК
«Стройэлемент» разработанных для Научно-промышленного комплеска по
исследованию и производству активных фармацевтических субстанций ЗАО "МБНПК"
Цитомед" на территории Особой экономической зоны в Санкт-Петербурге, площадка
"Новоорловская", участок №39.
Общая площадь легкосбрасываемых и зависаемых сэндвич-панелей (ЛСКзависаемые) равна 51,54 м2 в т. ч. фасад по оси 1 в/о Б-В – 8,32 м2, в/о Д-Ж – 18,37 м2,
фасад по оси Г в/о 2-5 – 24,85 м2. Изготовлены сэндвич-панели согласно ТУ 5284-00296162931-2015 (длина - 5980 мм, 3870 мм, 3980 мм, 2530 мм, 3030 мм, 2030 мм, ширина 1190 мм, толщиной -180 мм), организацией ООО «ЗСК «Стройэлемент».
Конструктивные решения узлов крепления легкосбрасываемых и зависаемых сэндвичпанелей для взрывоопасных и взрывопожароопасных производств категории А, Б и Е в
дополнение к серии 2.460-19 разработаны ОО «СейсмоФонд».
174

175.

2. Легкосбрасываемые и зависаемые на тросовой или стальной ленточной
демпфирующей петле сэндвич-панели слетают во время взрыва при расчетной нагрузке
от массы легкосбрасываемых сэндвич-панелей не более 0,7 кПа (требование
п.6.2.6.СП4.13130.2009).
3. Фрагменты и детали узлов крепления легкосбрасываемых и зависаемых
сэндвич-панелей испытаны ОО «СейсмоФонд» 197371, С-Пб, пр. Королева 30, корп.1,
пом. 135, аттестат испытательной лаборатории ОО «СейсмоФонд» № 281-20102014000780-П-29 от 22.04 и № 2010060-2010-2014000780-И-12 от 28.04.2010
1.
«Национального объединения научно-исследовательских и проектно-изыскательских
2
организаций» (НП «СРО «ИНЖГЕОТЕХ» № 0179.03-2010-2014000780-И-012) Факс:
+7(812) 694-78-10
3а. ЛСК сэндвич-панели зависаемые крепятся на ослабленном саморезе диаметром
5,5мм х L c ЭПДМ–прокладкой, шаг 400 мм, с расчетным ослаблением по альбому
«Типовые строительные конструкции, изделия и узлы», серии 1.432.2-24, выпуск 1, 3
(лист 113-120 и лист 12 (смотри выпуск 3)) дополнение к альбому ОО «Сейсмофонд».
4. Вариант 1 . Для слетания сэндвич-панелей во время аварийного взрыва расчетная
нагрузка от массы легкосбрасываемых конструкций покрытия берется не более 0,7 кПа,
согласно требованиям п. 6.2.6 СП 4.13130.2009. Для легкосбрасываемости сэндвичпанелей применяется метод ослабления резьбы самореза, завинчивающегося в
металлическую конструкцию. За счет стачивания резьбы самореза с двух сторон при
аварийном взрыве происходит смятие оставшихся витков самореза, что приводит к
слетанию сэндвич-панелей (см. альбом «Узлы легкосбрасываемых конструкций для
взрывозащиты промышленных зданий, объектов категории А и Б для сейсмоопасных
районов с сейсмичностью 7-9 баллов», ОО «СейсмоФонд», 2011 г., лист 15).
5. Вариант 2.У прижимной фасадной шайбы с резиновой прокладкой ЭПДМ или
свинцовой прокладкой откусывается или отпиливается четверть шайбы, после чего
шайбу наклоняют откусанной стороной вниз, исключив этим попадание влаги в
откусанную или подпиленную часть шайбы. При этом у самореза в креплении сэндвич–
панели стачивается 50 % «шляпки», что обеспечивает хорошую слетаемость сэндвич –
панели при 0,7 кПа (см. альбом «Узлы легкосбрасываемых конструкций для
взрывозащиты промышленных зданий, объектов категории А и Б для сейсмоопасных
районов с сейсмичностью 7-9 баллов», ОО «СейсмоФонд», 2011 г., лист 21).
175
1.3

176.

6. Вариант 3. Завинченная на саморез латунная гайка ослабляется путем выпиливания в
ней паза 3-5 мм для легкосбрасываемости сэндвич –панели при аварийном взрыве или
землетрясении (см. альбом «Узлы легкосбрасываемых конструкций для взрывозащиты
промышленных зданий, объектов категории А и Б для сейсмоопасных районов с
сейсмичностью 7-9 баллов», ОО «СейсмоФонд», 2011 г., лист 17).
7. Длина демпфирующего каната для зависания сэндвич-панелей во время аварийного
взрыва или землетрясения определяется, как сумма длин: длины по проекту и длины
петли. Длина петли при R= 70 мм составляет приблизительно 400 мм (см. альбом «Узлы
легкосбрасываемых конструкций для взрывозащиты промышленных зданий, объектов
категории А и Б для сейсмоопасных районов с сейсмичностью 7-9 баллов», ОО
«СейсмоФонд», 2011 г., лист 8).
8. Затяжка гаек производится тензометрическим ключом для зажима болтового
соединения по заданной нагрузке, используя коэффициент согласно ГОСТ 1759-4-87.
После испытания на строительной площадке крепления сэндвич-панели необходимо
проверить натяжение в саморезах (в болтовых соединениях) сэндвич-панели, которое
должно быть постоянно.
9. К одной сэндвич – панели необходимо прикрепить 2 демпирующие тросовые петли
или 4 стальные демпфирующие ленты.
10. Затяжка гаек на всех демпфирующих тросовых или стальных ленточных петлях
должна быть постоянна, чтобы обеспечить равномерное и достаточно сухое трение без
концентрации напряжений в узле с демпфирующим эффектом возникающим при
промышленном взрыве или землетрясении. Крепление осуществляется согласно ГОСТ
21741-81 «Узел крепления крановых рельсов к стальным подкрановым балкам»
11. При неравномерной затяжке двух гаек М 5 х 0,8-6Н ( лист 2011.02.00 СБ )
демпфирующий тросовой канат или стальная демпфирующая лента может порваться во
время аварийного взрыва и сэндвич-панель не сможет зависнуть на тросовой
демпфирующей петле.
176

177.

12. Легкосбрасываемость и слетание зависаемой сэндвич-панели должно происходить
при расчетной нагрузке от массы легкосбрасываемой конструкции покрытия не более
0,7 кПа (в соответствии с требованием п. 6.2.6 СП 4.1330.2009)
1.4
13. Ссылки соответствия ГОСТов и Динам http://www.tdm-neva.ru/information/gostdin.htm
14. Альбом разработан и рекомендован для крепления стеновых трехслойных сэндвичпанелей с замком, включающий систему демпфирования, фрикционности с
поглощением взрывной или сейсмической энергии - СДиПСЭ* для районов с
сейсмичностью 7...9 баллов с учетом серии 2.460-19, 1.432.2-30.93, 1.432.2-24
15. Пояснительная записка ( ППР ) разрабатывается в каждом случае индивидуально
лицензированной проектной организацией и поэтому рассматриваемые узлы могут быть
откорректированы после испытания на разрыв тросовой демпфирующей петли или
стальной демпфирующей ленты на строительной площадке путем сбрасывания сэндвичпанели или аналогичного груза весом более 100 кг или в строительной лаборатории с
помощью монтажной лебедки (с усилием до 3 тонн) и манометра.
16. Альбом легкосбрасываемых конструкций дополнен к серии 1.432.2-44 выпуск 0, 2, 3.
«Стены из металлических трѐхслойных панелей с теплоизоляцией из пенополиуретана»
для одноэтажных промышленных зданий, разработаны ЦНИИпромзданий. Серия 2.4402, выпуск 1, чертежи КМ. «Шарнирные узлы балочных клеток и рамные узлы
примыкания ригелей к колоннам», разработаны ЦНИИпромзданий.
17. Конструктивные решения разработаны для сейсмоопасных и взрывоопасных
объектов категории А и Б, со сдвигоустойчивыми соединениями, с использованием
системы включающей демпфирование, фрикционность с поглощением взрывной или
сейсмической энергии для районов с сейсмичностью 7..9 баллов и более 9 баллов
согласно серии 2.460-19 «Узлы легкосбрасываемых покрытий одноэтажных зданий
промышленных предприятий со взрывоопасными производствами» ГОСХИМПРОЕКТ
г Москва ( разработчики: С.Н.Никитин, А.Ф.Володин)
177

178.

18. Адрес испытательной лаборатории и телефон испытательного Центра ОО
«СейсмоФонд»
19. Испытательный центр ОО «СейсмоФонд» имеет аттестат испытательной
лаборатории № SP01.01.086.111 от 18.07.2008 (ФГУ «ТЕСТ-С.-ПЕТЕРБУРГ),
свидетельство о допуске ОО «СейсмоФонд» № 281-2010-2014000780-П-29 от 22.04 и №
2010060-2010-2014000780-И-12 от 28.04.2010 Национального объединения научно-1.
исследовательских и проектно-изыскательских организаций» (НП «СРО «ИНЖГЕОТЕХ»
5
№ 0179.03-2010-2014000780-И-012).
20. Узлы крепления легкосбрасваемых зависаемых сэндвич-панелей с демпфирующей
тросовой или ленточной петлей согласованы письмом Госстроя СССР от 10.12.90 №
5/6 -93 и письмом Минстроя России от 30.12. 92 № 9-1-419 в разделе серии 1.432.2-24 ,
выпуск 1, 3. , серии 2.460-19. Разработчик типовой сери 1.432.2-24, выпуск 0,1,2,3 и
серии 1.432.2-30.93, выпуск 2 АП «ЦНИПИпромзданий» (авторы альбома: С.М.Гликин,
Г.М.Смилянский, И.Г Гузеева, А.П.Драчук)
21. Разработчик проекта ЛСК сэндвич-панели с зависанием на демпфирующей ленте из
стального троса или на стальной ленте: ОО «СейсмоФонд», ОАО СПбЗНИиПИ, СПб
ГАСУ, ЗАО «СОКЗ», сотрудник СПб ГАСУ, руководитель органа по сертификации
продукции ОО «СейсмоФонд» Мажиев Х Н факс + 7 (812) 694-78-10
[email protected]
Пояснительная записка к проекту и указания
по креплению ЛСК с зависанием
1. Крепление металлических трехслойных легкосбрасываемых зависаемых на
демпфирующем тросе сэндвич-панелей к конструкциям здания производится в
соответствии с альбомом технических решений легкосбрасываемых конструкций (ЛСКзависаемые), лист 9: с помощью саморезов диаметром 5,5 мм ГОСТ 7798-70 (длина
самореза определяется по проекту), при этом резьба саморезов сточена с двух сторон,
(смотри комплектующие изделия КД1-5 болты М10х130 с ослабленной головкой: серия
1.432.2-24 , выпуск 1 лист 24, 25, 113 -120, крепежные изделия: серия 1.432.2-24 , выпуск
3, стр.12,13, серия 1.432.2-24, схема крепления: выпуск 0, страница 23-33 альбом
178

179.

технических решений (лист 21), смотри область применения легкосбрасываемых
конструкций серия: 2.460-19, стр. 4, 5, 36-41).
2. Размер стачивания (ослабления) резьбы самореза или размер откусывания или
стачивания (паз 3-6 мм) прижимной шайбы с резиновой или свинцовой прокладкой
определяется по ГОСТ 6249-52 «Шкала для определения силы землетрясения в пределах
от 6 до 9 баллов» http://scaleofintensityofearthquakes.narod.ru испытанием на
легкосбрасываемость согласно ГОСТ 1759.4-87
3. Расчетная нагрузка от массы легкосбрасываемых конструкций стен должна
составлять не боле 0.7 кПа (требование п. 6.26 СП 4.13130.2009).
4. Крепление демпфирующей тросовой петли или стальной демпфирующей ленты
производится по альбому «Демпфирующий страховочный трос лист 1-12,
2011.03.00СБ».
5.Техническую информацию по испытанию на легкосбрасываемость и зависание
сэндвич-панели смотри по ссылке: http://rostfrei.ru, http://rivets.ru
6. С проектной документацией по легкосбрасываемым (ЛСК-зависаемые) и зависаемым
на демпфирующей петле из троса или на стальной ленте сэндвич-панелям можно
ознакомиться по ссылке на новый ГОСТ «Шкала для определения силы землетрясения в
пределах от 6 до 9 баллов», смотри ссылку: http://scaleofintensityofearthquakes.narod.ru
испытания на легкосбрасываемость сэндвич-панелей
http://video.yandex.ru/users/peasantinformagency/?how=my ссылка, где размещен договор
на ЛСК http://goliatin.front.ru
7. Узлы крепления сэндвич-панелей выполняются согласно «Пособия по проектированию
каркасных промзданий для строительства в сейсмических районах» ( к СНиП 11-7-81
пункт 5.81-, рис. 73 -77 )
179

180.

Пояснение по креплению зависаемых легкосбрасываемых сэндвич-панелей
организации ООО «ЗСК «Стройэлемент» при аварийном взрыве:
1. Крепления легкосбрасываемых и зависаемых сэндвич-панелей организации ООО «ЗСК
«Стройэлемент» разработанных для Научно-промышленного комплеска по
исследованию и производству активных фармацевтических субстанций ЗАО "МБНПК"
Цитомед" на территории Особой экономической зоны в Санкт-Петербурге, площадка
"Новоорловская", участок №39.
Общая площадь легкосбрасываемых и зависаемых сэндвич-панелей (ЛСКзависаемые) равна 51,54 м2 в т. ч. фасад по оси 1 в/о Б-В – 8,32 м2, в/о Д-Ж – 18,37 м2,
фасад по оси Г в/о 2-5 – 24,85 м2. Изготовлены сэндвич-панели согласно ТУ 5284-00296162931-2015 (длина - 5980 мм, 3870 мм, 3980 мм, 2530 мм, 3030 мм, 2030 мм, ширина 1190 мм, толщиной -180 мм), организацией ООО «ЗСК «Стройэлемент».
Конструктивные решения узлов крепления легкосбрасываемых и зависаемых сэндвичпанелей для взрывоопасных и взрывопожароопасных производств категории А, Б и Е в
дополнение к серии 2.460-19 разработаны ОО «СейсмоФонд».
2. Легкосбрасываемые и зависаемые на тросовой или стальной ленточной
демпфирующей петле сэндвич-панели слетают во время взрыва при расчетной нагрузке
от массы легкосбрасываемых сэндвич-панелей не более 0,7 кПа (требование
п.6.2.6.СП4.13130.2009).
3. Фрагменты и детали узлов крепления легкосбрасываемых и зависаемых сэндвичпанелей испытаны ОО «СейсмоФонд» 197371, С-Пб, пр. Королева 30, корп.1, пом. 135,
аттестат испытательной лаборатории ОО «СейсмоФонд» № 281-2010-2014000780-П-29
от 22.04 и № 2010060-2010-2014000780-И-12 от 28.04.2010 «Национального объединения
научно-исследовательских и проектно-изыскательских организаций» (НП «СРО 1.
2
«ИНЖГЕОТЕХ» № 0179.03-2010-2014000780-И-012) Факс: +7(812) 694-78-10, тел.:
+7(965) 086-15-60, тел: +7(965) 770-93-33, тел.: +7(965) 095-43-74, E-mail:
[email protected], Интернет: http://seismofond.hut.ru.
180

181.

3а. ЛСК сэндвич-панели зависаемые крепятся на ослабленном саморезе диаметром
5,5мм х L c ЭПДМ–прокладкой, шаг 400 мм, с расчетным ослаблением по альбому
«Типовые строительные конструкции, изделия и узлы», серии 1.432.2-24, выпуск 1, 3
(лист 113-120 и лист 12 (смотри выпуск 3)) дополнение к альбому ОО «Сейсмофонд».
4. Вариант 1 . Для слетания сэндвич-панелей во время аварийного взрыва расчетная
нагрузка от массы легкосбрасываемых конструкций покрытия берется не более 0,7 кПа,
согласно требованиям п. 6.2.6 СП 4.13130.2009. Для легкосбрасываемости сэндвичпанелей применяется метод ослабления резьбы самореза, завинчивающегося в
металлическую конструкцию. За счет стачивания резьбы самореза с двух сторон при
аварийном взрыве происходит смятие оставшихся витков самореза, что приводит к
слетанию сэндвич-панелей (см. альбом «Узлы легкосбрасываемых конструкций для
взрывозащиты промышленных зданий, объектов категории А и Б для сейсмоопасных
районов с сейсмичностью 7-9 баллов», ОО «СейсмоФонд», 2011 г., лист 15).
5. Вариант 2.У прижимной фасадной шайбы с резиновой прокладкой ЭПДМ или
свинцовой прокладкой откусывается или отпиливается четверть шайбы, после чего
шайбу наклоняют откусанной стороной вниз, исключив этим попадание влаги в
откусанную или подпиленную часть шайбы. При этом у самореза в креплении сэндвич–
панели стачивается 50 % «шляпки», что обеспечивает хорошую слетаемость сэндвич –
панели при 0,7 кПа (см. альбом «Узлы легкосбрасываемых конструкций для
взрывозащиты промышленных зданий, объектов категории А и Б для сейсмоопасных
районов с сейсмичностью 7-9 баллов», ОО «СейсмоФонд», 2011 г., лист 21).
6. Вариант 3. Завинченная на саморез латунная гайка ослабляется путем выпиливания в
ней паза 3-5 мм для легкосбрасываемости сэндвич –панели при аварийном взрыве или
землетрясении (см. альбом «Узлы легкосбрасываемых конструкций для взрывозащиты
1.3
промышленных зданий, объектов категории А и Б для сейсмоопасных районов с
сейсмичностью 7-9 баллов», ОО «СейсмоФонд», 2011 г., лист 17).
7. Длина демпфирующего каната для зависания сэндвич-панелей во время аварийного
взрыва или землетрясения определяется, как сумма длин: длины по проекту и длины
петли. Длина петли при R= 70 мм составляет приблизительно 400 мм (см. альбом «Узлы
181

182.

легкосбрасываемых конструкций для взрывозащиты промышленных зданий, объектов
категории А и Б для сейсмоопасных районов с сейсмичностью 7-9 баллов», ОО
«СейсмоФонд», 2011 г., лист 8).
8. Затяжка гаек производится тензометрическим ключом для зажима болтового
соединения по заданной нагрузке, используя коэффициент согласно ГОСТ 1759-4-87.
После испытания на строительной площадке крепления сэндвич-панели необходимо
проверить натяжение в саморезах (в болтовых соединениях) сэндвич-панели, которое
должно быть постоянно.
9. К одной сэндвич – панели необходимо прикрепить 2 демпирующие тросовые петли
или 4 стальные демпфирующие ленты.
10. Затяжка гаек на всех демпфирующих тросовых или стальных ленточных петлях
должна быть постоянна, чтобы обеспечить равномерное и достаточно сухое трение без
концентрации напряжений в узле с демпфирующим эффектом возникающим при
промышленном взрыве или землетрясении. Крепление осуществляется согласно ГОСТ
21741-81 «Узел крепления крановых рельсов к стальным подкрановым балкам»
11. При неравномерной затяжке двух гаек М 5 х 0,8-6Н ( лист 2011.02.00 СБ )
демпфирующий тросовой канат или стальная демпфирующая лента может порваться во
время аварийного взрыва и сэндвич-панель не сможет зависнуть на тросовой
демпфирующей петле.
12. Легкосбрасываемость и слетание зависаемой сэндвич-панели должно происходить
при расчетной нагрузке от массы легкосбрасываемой конструкции покрытия не более
0,7 кПа (в соответствии с требованием п. 6.2.6 СП 4.1330.2009)
1.4
13. Ссылки соответствия ГОСТов и Динам http://www.tdm-neva.ru/information/gostdin.htm
182

183.

14. Альбом разработан и рекомендован для крепления стеновых трехслойных сэндвичпанелей с замком, включающий систему демпфирования, фрикционности с
поглощением взрывной или сейсмической энергии - СДиПСЭ* для районов с
сейсмичностью 7...9 баллов с учетом серии 2.460-19, 1.432.2-30.93, 1.432.2-24
15. Пояснительная записка ( ППР ) разрабатывается в каждом случае индивидуально
лицензированной проектной организацией и поэтому рассматриваемые узлы могут быть
откорректированы после испытания на разрыв тросовой демпфирующей петли или
стальной демпфирующей ленты на строительной площадке путем сбрасывания сэндвичпанели или аналогичного груза весом более 100 кг или в строительной лаборатории с
помощью монтажной лебедки (с усилием до 3 тонн) и манометра.
16. Альбом легкосбрасываемых конструкций дополнен к серии 1.432.2-44 выпуск 0, 2, 3.
«Стены из металлических трѐхслойных панелей с теплоизоляцией из пенополиуретана»
для одноэтажных промышленных зданий, разработаны ЦНИИпромзданий. Серия 2.4402, выпуск 1, чертежи КМ. «Шарнирные узлы балочных клеток и рамные узлы
примыкания ригелей к колоннам», разработаны ЦНИИпромзданий.
17. Конструктивные решения разработаны для сейсмоопасных и взрывоопасных
объектов категории А и Б, со сдвигоустойчивыми соединениями, с использованием
системы включающей демпфирование, фрикционность с поглощением взрывной или
сейсмической энергии для районов с сейсмичностью 7..9 баллов и более 9 баллов
согласно серии 2.460-19 «Узлы легкосбрасываемых покрытий одноэтажных зданий
промышленных предприятий со взрывоопасными производствами» ГОСХИМПРОЕКТ
г Москва ( разработчики: С.Н.Никитин, А.Ф.Володин)
18. Адрес испытательной лаборатории и телефон испытательного Центра ОО
«СейсмоФонд» при СПб ГАСУ
19. Испытательный центр ОО «СейсмоФонд» имеет аттестат испытательной
лаборатории № SP01.01.086.111 от 18.07.2008 (ФГУ «ТЕСТ-С.-ПЕТЕРБУРГ),
свидетельство о допуске ОО «СейсмоФонд» № 281-2010-2014000780-П-29 от 22.04 и №
2010060-2010-2014000780-И-12 от 28.04.2010 Национального объединения научно-1.
исследовательских и проектно-изыскательских организаций» (НП «СРО «ИНЖГЕОТЕХ»
5
№ 0179.03-2010-2014000780-И-012).
183

184.

20. Узлы крепления легкосбрасваемых зависаемых сэндвич-панелей с демпфирующей
тросовой или ленточной петлей согласованы письмом Госстроя СССР от 10.12.90 №
5/6 -93 и письмом Минстроя России от 30.12. 92 № 9-1-419 в разделе серии 1.432.2-24 ,
выпуск 1, 3. , серии 2.460-19. Разработчик типовой сери 1.432.2-24, выпуск 0,1,2,3 и
серии 1.432.2-30.93, выпуск 2 АП «ЦНИПИпромзданий» (авторы альбома: С.М.Гликин,
Г.М.Смилянский, И.Г Гузеева, А.П.Драчук)
21. Разработчик проекта ЛСК сэндвич-панели с зависанием на демпфирующей ленте из
стального троса или на стальной ленте: ОО «СейсмоФонд», ОАО СПбЗНИиПИ, СПб
ГАСУ, ЗАО «СОКЗ», сотрудник СПб ГАСУ, руководитель органа по сертификации
продукции ОО «СейсмоФонд» Мажиев Х Н факс + 7 (812) 694-78-10
[email protected]
Тираж газеты : 1 экз. Под в печать 11.06.2021 тел. ред. (921) 962-67-78
Зам редактора газеты «Земля РОССИИ" Кадашов Петр Павлович
Адрес редакции
197371, СПб, а/я газета "Земля РОССИИ"
[email protected] [email protected] [email protected]
[email protected]
[email protected]
Отпечатано в типографии ИА "КрестьянИнформАгентство" по
адресу : СПб ГАСУ
стр 291
- 1 экз. Заказ № 89 от 11 июля 2021
Подписано в печать 11.06.2021
Распространяется
бесплатно . Редакция не всегда разделяет мнение авторов и не
несет ответственность за авторский материал.
к чему не призывает !
Редакция, ни
В переписку редакция не вступает, рукописи не возвращает.
https://pamyat-naroda.su/awards/anniversaries/1522841656
https://ppt-online.org/899549
184

185.

185

186.

186

187.

187

188.

188

189.

189

190.

190

191.

191

192.

192

193.

193

194.

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
194

195.

СОДЕРЖАНИЕ
1
Введение
3
2
Элементы теории трения и износа
6
3
Методика расчета одноболтовых ФПС
18
3.1
Исходные посылки для разработки методики расчета ФПС
18
3.2
Общее уравнение для определения несущей способности ФПС.
20
3.3
Решение общего уравнения для стыковых ФПС
21
3.4
Решение общего уравнения для нахлесточных ФПС
22
4
Анализ экспериментальных исследований работы ФПС
26
5
Оценка
параметров
диаграммы
деформирования
многоболтовых
фрикционно-подвижных соединений (ФПС)
31
5.1
Общие положения методики расчета многоболтовых ФПС
31
5.2
Построение уравнений деформирования стыковых многоболтовых ФПС
32
5.3
Построение уравнений деформирования нахлесточных многоболтовых 38
ФПС
6
Рекомендации по технологии изготовления ФПС и сооружений с такими
соединениями
6.1
42
Материалы болтов, гаек, шайб и покрытий контактных поверхностей
стальных деталей ФПС и опорных поверхностей шайб
42
6.2
Конструктивные требования к соединениям
43
6.3
Подготовка
контактных
поверхностей
элементов
и
методы
контроля
6.4
45
Приготовление и нанесение протекторной грунтовки ВЖС 83-0287. Требования к загрунтованной поверхности. Методы контроля
6.4.1
Основные требования по технике безопасности при работе с
грунтовкой ВЖС 83-02-87
6.4.2
Транспортировка
и
47
хранение
элементов
законсервированных грунтовкой ВЖС 83-02-87
6.5
46
и
деталей,
49
Подготовка и нанесение антифрикционного покрытия на опорные 49
поверхности шайб
6.6
7
Сборка ФПС
49
Список литературы
51
195

196.

1. ВВЕДЕНИЕ
Современный подход к проектированию сооружений, подверженных экстремальным, в частности,
сейсмическим нагрузкам исходит из целенаправленного проектирования предельных состояний
конструкций. В литературе [1, 2, 11, 18] такой подход получил название проектирования сооружений с
заданными параметрами предельных состояний. Возможны различные технические реализации
отмеченного подхода. Во всех случаях в конструкции создаются узлы, в которых от экстремальных
нагрузок могут возникать неупругие смещения элементов. Вследствие этих смещений нормальная
эксплуатация
сооружения,
как
правило,
нарушается,
однако
исключается
его
обрушение.
Эксплуатационные качества сооружения должны легко восстанавливаться после экстремальных
воздействий. Для обеспечения указанного принципа проектирования и были предложены фрикционноподвижные болтовые соединения.
Под фрикционно-подвижными соединениями (ФПС) понимаются соединения металлоконструкций
высокопрочными болтами, отличающиеся тем, что отверстия под болты в соединяемых деталях
выполнены овальными вдоль направления действия экстремальных нагрузок. При экстремальных
нагрузках происходит взаимная сдвижка соединяемых деталей на величину до 3-4 диаметров
используемых высокопрочных болтов. Работа таких соединений имеет целый ряд особенностей и
существенно влияет на поведение конструкции в целом. При этом во многих случаях оказывается
возможным снизить затраты на усиление сооружения, подверженного сейсмическим и другим
интенсивным нагрузкам.
ФПС были предложены в НИИ мостов ЛИИЖТа в 1980 г. для реализации принципа
проектирования мостовых конструкций с заданными параметрами предельных состояний. В 1985-86 г.г.
эти соединения были защищены авторскими свидетельствами [16-19]. Простейшее стыковое и
нахлесточное соединения приведены на рис.1.1. Как видно из рисунка, от обычных соединений на
высокопрочных болтах предложенные в упомянутых работах отличаются тем, что болты пропущены
через овальные отверстия. По замыслу авторов при экстремальных нагрузках должна происходить
взаимная подвижка соединяемых деталей вдоль овала, и за счет этого уменьшаться пиковое значение
усилий, передаваемое соединением. Соединение с овальными отверстиями применялись в строительных
конструкциях и ранее, например, можно указать предложения [8, 10 и др]. Однако в упомянутых
работах овальные отверстия устраивались с целью упрощения монтажных работ. Для реализации
принципа проектирования конструкций с заданными параметрами предельных состояний необходимо
фиксировать предельную силу трения (несущую способность) соединения.
196

197.

При использовании обычных болтов их натяжение N не превосходит 80-100 кН, а разброс
натяжения N=20-50 кН, что не позволяет прогнозировать несущую способность такого соединения по
трению. При использовании же высокопрочных болтов при том же N натяжение N= 200 - 400 кН, что
Рис.1.1. Принципиальная схема фрикционно-подвижного
соединения
а) встык , б) внахлестку
1- соединяемые листы; 2 – высокопрочные болты;
3- шайба;4 – овальные отверстия; 5 – накладки.
в принципе может позволить задание и регулирование несущей способности соединения. Именно эту
цель преследовали предложения [3,14-17].
Однако проектирование и расчет таких соединений вызвал серьезные трудности. Первые испытания
ФПС показали, что рассматриваемый класс соединений не обеспечивает в общем случае стабильной
работы конструкции. В процессе подвижки возможна заклинка соединения, оплавление контактных
поверхностей соединяемых деталей и т.п. В ряде случаев имели место обрывы головки болта.
Отмеченные
исследования
позволили
выявить
197
способы
обработки
соединяемых
листов,

198.

обеспечивающих стабильную работу ФПС. В частности, установлена недопустимость использования
для ФПС пескоструйной обработки листов пакета, рекомендованы использование обжига листов,
нанесение на них специальных мастик или напыление мягких металлов. Эти исследования показали, что
расчету и проектированию сооружений должны предшествовать детальные исследования самих
соединений. Однако, до настоящего времени в литературе нет еще систематического изложения общей
теории ФПС даже для одноболтового соединения, отсутствует теория работы многоболтовых ФПС.
Сложившаяся ситуация сдерживает внедрение прогрессивных соединений в практику строительства.
В силу изложенного можно заключить, что ФПС весьма перспективны для использования в
сейсмостойком строительстве, однако, для этого необходимо детально изложить, а в отдельных случаях
и развить теорию работы таких соединений, методику инженерного расчета самих ФПС и сооружений с
такими соединениями. Целью, предлагаемого пособия является систематическое изложение теории
работы ФПС и практических методов их расчета. В пособии приводится также и технология монтажа
ФПС.
2. ЭЛЕМЕНТЫ ТЕОРИИ ТРЕНИЯ И ИЗНОСА
Развитие науки и техники в последние десятилетия показало, что надежные и
долговечные машины, оборудование и приборы могут быть созданы только при удачном
решении теоретических и прикладных задач сухого и вязкого трения, смазки и износа,
т.е. задач трибологии и триботехники.
Трибология – наука о трении и процессах, сопровождающих трение (трибос –
трение, логос – наука). Трибология охватывает экспериментально-теоретические
результаты исследований физических (механических, электрических, магнитных,
тепловых), химических, биологических и других явлений, связанных с трением.
Триботехника – это система знаний о практическом применении трибологии при
проектировании, изготовлении и эксплуатации трибологических систем.
С трением связан износ соприкасающихся тел – разрушение поверхностных слоев
деталей подвижных соединений, в т.ч. при резьбовых соединениях. Качество соединения
определяется внешним трением в витках резьбы и в торце гайки и головки болта (винта)
с соприкасающейся деталью или шайбой. Основная характеристика крепежного
198

199.

резьбового соединения – усилие затяжки болта (гайки), - зависит от значения и
стабильности моментов сил трения сцепления, возникающих при завинчивании. Момент
сил
сопротивления
молекулярным
затяжке
воздействием
деформированием
содержит
в
зоне
тончайших
две
составляющих:
фактического
поверхностей
одна
касания
слоев
обусловлена
тел,
вторая
–
контактирующими
микронеровностями взаимодействующих деталей.
Расчет этих составляющих осуществляется по формулам, содержащим ряд
коэффициентов,
установленных
в
результате
экспериментальных
исследований.
Сведения об этих формулах содержатся в Справочниках «Трение, изнашивание и смазка»
[22](в двух томах) и «Полимеры в узлах трения машин и приборах» [13], изданных в
1978-1980 г.г. издательством «Машиностроение». Эти Справочники не потеряли своей
актуальности и научной обоснованности и в настоящее время. Полезный для
практического использования материал содержится также в монографии Геккера Ф.Р. [5].
Сухое трение. Законы сухого трения
1. Основные понятия: сухое и вязкое трение; внешнее и внутреннее трение,
пограничное трение; виды сухого трения.
Трение – физическое явление, возникающее при относительном движении
соприкасающихся газообразных, жидких и твердых тел и вызывающее сопротивление
движению тел или переходу из состояния покоя в движение относительно конкретной
системы отсчета.
Существует два вида трения: сухое и вязкое.
Сухое трение возникает при соприкосновении твердых тел.
Вязкое трение возникает при движении в жидкой или газообразной среде, а также
при наличии смазки в области механического контакта твердых тел.
При учете трения (сухого или вязкого) различают внешнее трение и внутренне
трение.
Внешнее трение возникает при относительном перемещении двух тел, находящихся
в соприкосновении, при этом сила сопротивления движению зависит от взаимодействия
199

200.

внешних поверхностей тел и не зависит от состояния внутренних частей каждого тела.
При внешнем трении переход части механической энергии во внутреннюю энергию тел
происходит только вдоль поверхности раздела взаимодействующих тел.
Внутреннее трение возникает при относительном перемещении частиц одного и
того же тела (твердого, жидкого или газообразного). Например, внутреннее трение
возникает при изгибе металлической пластины или проволоки, при движении жидкости в
трубе (слой жидкости, соприкасающийся со стенкой трубы, неподвижен, другие слои
движутся с разными скоростями и между ними возникает трение). При внутреннем
трении часть механической энергии переходит во внутреннюю энергию тела.
Внешнее трение в чистом виде возникает только в случае соприкосновения твердых
тел без смазочной прослойки между ними (идеальный случай). Если толщина смазки 0,1
мм и более, механизм трения не отличается от механизма внутреннего трения в
жидкости. Если толщина смазки менее 0,1 мм, то трение называют пограничным (или
граничным). В этом случае учет трения ведется либо с позиций сухого трения, либо с
точки зрения вязкого трения (это зависит от требуемой точности результата).
В истории развития понятий о трении первоначально было получено представление
о внешнем трении. Понятие о внутреннем трении введено в науку в 1867 г. английским
физиком, механиком и математиком Уильямом Томсоном (лордом Кельвиным).1)
Законы сухого трения
Сухое трение впервые наиболее полно изучал Леонардо да Винчи (1452-1519). 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:
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+.
200

201.

F 0 ,25 N .
Через 180 лет модель Леонарда да Винчи была переоткрыта французским механиком
и физиком Гийомом Амонтоном2), который ввел в науку понятие коэффициента трения
как французской константы и предложил формулу силы трения скольжения:
F f N.
Кроме того, Амонтон (он изучал равномерное движение тела по наклонной
плоскости) впервые предложил формулу:
f tg
,
где f – коэффициент трения; - угол наклона плоскости к горизонту;
В 1750 г. Леонард Эйлер (1707-1783), придерживаясь закона трения Леонарда да
Винчи – Амонтона:
F f N,
впервые получил формулу для случая прямолинейного равноускоренного движения
тела по наклонной плоскости:
f tg
2S
,
g t 2 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.
Многие десятилетия XX века ученые пытались модернизировать законы Кулона,
учитывая все новые и новые результаты физико-химических исследований явления
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
201

202.

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.
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
202

203.

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 fСК N
(рис. 2.1 в).
Y
Y
Fск
tg =fск
N
N
V
Fск
X
G
X
G
а)
N
Fсц
б)
в)
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:
203

204.

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
max до F
короткий промежуток времени изменяется от FСЦ
СК (рис.2.2). Этим промежутком
времени часто пренебрегают.
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 FСК
достигнет своего нормального значения FСК fСК N ,
v КР
-
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):
204

205.

FСК fСК N S p0 .
[У Кулона: FСК fСК N А , где величина А не раскрыта].
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 1830-х годах французским ученым А.Мореном (для наиболее распространенных
материалов) и дополненных более поздними экспериментальными данными. [Артур
Морен (1795-1880) – французский математик и механик, член Парижской академии наук,
автор курса прикладной механики в 3-х частях (1850 г.)].
В случае анизотропного сухого трения линия действия силы трения скольжения
составляет с прямой, по которой направлена скорость материальной точки угол:
arctg
Fn
,
Fτ
где Fn и Fτ - проекции силы трения скольжения FCK на главную нормаль и
касательную к траектории материальной точки, при этом модуль вектора
FCK определяется формулой: FCK Fn2 Fτ2 . (Значения Fn и Fτ определяются по методике
Минкина-Доронина).
205

206.

Трение качения
При качении одного тела по другому участки поверхности одного тела
кратковременно соприкасаются с различными участками поверхности другого тела, в
результате такого контакта тел возникает сопротивление качению.
В конце XIX и в первой половине XX века в разных странах мира были проведены
эксперименты по определению сопротивления качению колеса вагона или локомотива по
рельсу, а также сопротивления качению роликов или шариков в подшипниках.
В результате экспериментального изучения этого явления установлено, что
сопротивление качению (на примере колеса и рельса) является следствием трех
факторов:
1)
вдавливание
колеса
в
рельс
вызывает
деформацию
наружного
слоя
соприкасающихся тел (деформация требует затрат энергии);
2) зацепление бугорков неровностей и молекулярное сцепление (являющиеся в то же
время причиной возникновения качения колеса по рельсу);
3) трение скольжения при неравномерном движении колеса (при ускоренном или
замедленном движении).
(Чистое качение без скольжения – идеализированная модель движения).
Суммарное влияние всех трех факторов учитывается общим коэффициентом трения
качения.
Изучая трение качения, как это впервые сделал Кулон, гипотезу абсолютно твердого
тела надо отбросить и рассматривать деформацию соприкасающихся тел в области
контактной площадки.
206

207.

Так как равнодействующая N реакций опорной поверхности в точках зоны контакта
смещена в сторону скорости центра колеса, непрерывно набегающего на впереди
лежащее микропрепятствие (распределение реакций в точках контакта несимметричное –
рис.2.4), то возникающая при этом пара сил N и G ( G - сила тяжести) оказывает
сопротивление качению (возникновение качения обязано силе сцепления FСЦ , которая
Vc
C
N
G
Fск
K
N
K
Рис. 2.4
образует вторую составляющую полной реакции опорной поверхности).
Момент пары сил N , G называется моментом сопротивления качению. Плечо пары
сил «к» называется коэффициентом трения качения.
Он имеет размерность длины.
Момент сопротивления качению определяется
Fсопр
Vс
C
формулой:
MC N k ,
где N - реакция поверхности рельса, равная
вертикальной нагрузке на колесо с учетом его веса.
Fсц
Колесо,
N
катящееся
по
рельсу,
испытывает
сопротивление движению, которое можно отразить
Рис. 2.5
207

208.

силой сопротивления Fсопр , приложенной к центру колеса (рис.2.5), при этом:
Fсопр R N k , где R – радиус колеса,
откуда
Fсопр N
k
N h,
R
где h – коэффициент сопротивления, безразмерная величина.
Эту формулу предложил Кулон. Так как множитель h
k
R
во много раз меньше
коэффициента трения скольжения для тех же соприкасающихся тел, то сила Fсопр на
один-два порядка меньше силы трения скольжения. (Это было известно еще в
древности).
Впервые в технике машин это использовал Леонардо да Винчи. Он изобрел
роликовый и шариковый подшипники.
Если на рисунке дается картина сил с обозначением силы Fсопр , то силу N
показывают без смещения в сторону скорости (колесо и рельс рассматриваются условно
как абсолютно твердые тела).
Повышение угловой скорости качения вызывает рост сопротивления качению. Для
колеса железнодорожного экипажа и рельса рост сопротивления качению заметен после
скорости колесной пары 100 км/час и происходит по параболическому закону. Это
объясняется деформациями колес и гистерезисными потерями, что влияет на
коэффициент трения качения.
Трение верчения
Трение верчения возникает при вращении тела,
опирающегося на некоторую поверхность. В этом случае
Fск
Fск
r
О
следует рассматривать зону контакта тел, в точках которой
F
возникают силы трения скольжения СК (если контакт
Fск
208
Рис. 2.6.

209.

происходит в одной точке, то трение верчения отсутствует – идеальный случай) (рис.2.6).
А – зона контакта вращающегося тела, ось вращения которого перпендикулярна к
плоскости этой зоны. Силы трения скольжения, если их привести к центру круга (при
изотропном трении), приводятся к паре сил сопротивления верчению, момент которой:
М сопр N f ск r ,
где r – средний радиус точек контакта тел;
f ск
- коэффициент трения скольжения (принятый одинаковым для всех точек и
во всех направлениях);
N – реакция опорной поверхности, равная силе давления на эту поверхность.
Трение верчения наблюдается при вращении оси гироскопа (волчка) или оси стрелки
компаса острием и опорной плоскостью. Момент сопротивления верчению стремятся
уменьшить, используя для острия и опоры агат, рубин, алмаз и другие хорошо
отполированные очень прочные материалы, для которых коэффициент трения
скольжения менее 0,05, при этом радиус круга опорной площадки достигает долей мм. (В
наручных часах, например, М сопр менее
5 10 5
мм).
Таблица коэффициентов трения скольжения и качения.
к (мм)
f ск
Сталь по стали……0,15
Шарик из закаленной стали по стали……0,01
Сталь по бронзе…..0,11
Мягкая сталь по мягкой стали……………0,05
Железо по чугуну…0,19
Дерево по стали……………………………0,3-0,4
Сталь по льду……..0,027
Резиновая шина по грунтовой дороге……10
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
209

210.

имеет место упругая, а с большим давлением - пластическая деформация. Фактическая
площадь соприкасания пар представляется суммой малых площадок. Размеры площадок
контакта достигают 30-50 мкм. При повышении нагрузки они растут и объединяются. В
процессе разрушения контактных площадок выделяется тепло, и могут происходить
химические реакции.
Различают три группы износа: механический - в форме абразивного износа,
молекулярно-механический - в форме пластической деформации или хрупкого
разрушения и коррозийно-механический - в форме коррозийного и окислительного
износа. Активным фактором износа служит газовая среда, порождающая окислительный
износ. Образование окисной пленки предохраняет пары трения от прямого контакта и
схватывания.
Важным фактором является температурный режим пары трения. Теплота
обусловливает физико-химические процессы в слое трения, переводящие связующие в
жидкие фракции, действующие как смазка. Металлокерамические материалы на
железной основе способствуют повышению коэффициента трения и износостойкости.
Важна быстрая приработка трущихся пар. Это приводит к быстрому локальному
износу и увеличению контурной площади соприкосновения тел. При медленной
приработке локальные температуры приводят к нежелательным местным изменениям
фрикционного материала. Попадание пыли, песка и других инородных частиц из
окружающей среды приводит к абразивному разрушению не только контактируемого
слоя, но и более глубоких слоев. Чрезмерное давление, 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
210

211.

твердость материала, низкий коэффициент теплового расширения, стабильность физикохимического состава и свойств поверхностного слоя, хорошая прирабатываемость
фрикционного материала, достаточная механическая прочность, антикоррозийность,
несхватываемость, теплостойкость и другие фрикционные свойства.
Основные факторы нестабильности трения - нарушение технологии изготовления
фрикционных элементов; отклонения размеров отдельных деталей, даже в пределах
установленных допусков; несовершенство конструктивного исполнения с большой
чувствительностью к изменению коэффициента трения.
Абразивный износ фрикционных пар подчиняется следующим закономерностям.
Износ пропорционален пути трения s,
=ks s,
(2.1)
а интенсивность износа— скорости трения
k s v
(2.2)
Износ не зависит от скорости трения, а интенсивность износа на единицу пути
трения пропорциональна удельной нагрузке р,
kp p
s
(2.3)
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 k p pds .
0
(2.4)
0
В условиях кулонова трения, и в случае kр = const, износ пропорционален работе
сил трения W
k w W
kp
f
s
W ; W Fds .
(2.5)
0
211

212.

Здесь сила трения F=f N = f p ; где f – коэффициент трения, N – сила нормального
давления; - 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
экспериментальные исследования одноболтовых нахлесточных соединений [13],
позволяющие вскрыть основные особенности работы ФПС.
Для выявления этих особенностей в НИИ мостов в 1990-1991 гг. были
выполнены экспериментальные исследования деформирования нахлесточных
соединений такого типа. Анализ полученных диаграмм деформирования позволил
выделить для них 3 характерных стадии работы, показанных на рис. 3.1.
На первой стадии нагрузка Т не превышает несущей способности соединения
[Т], рассчитанной как для обычного соединения на фрикционных высокопрочных
болтах.
На второй стадии Т > [Т] и происходит преодоление сил трения по контактным
плоскостям соединяемых элементов при сохраняющих неподвижность шайбах
212

213.

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
элементов.
В
процессе
соединяемых
подвижки
наблюдается интенсивный износ во всех
контактных парах, сопровождающийся
падением натяжения болтов и, как
следствие,
снижение
несущей
способности соединения.
Рис.3.1. Характерная диаграмма деформирования
ФПС
В процессе испытаний наблюдались
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.
следующие случаи выхода из строя
ФПС:
значительные
взаимные
перемещения соединяемых деталей, в
результате которых болт упирается в край овального отверстия и в конечном итоге
срезается;
• отрыв головки болта вследствие малоцикловой усталости;
значительные
пластические
деформации
болта,
приводящие
к
его
необратимому удлинению и исключению из работы при ―обратном ходе" элементов
соединения;
• значительный износ контактных поверхностей, приводящий к ослаблению
болта и падению несущей способности ФПС.
Отмеченные результаты экспериментальных исследований представляют
двоякий интерес для описания работы ФПС. С одной стороны для расчета усилий и
перемещений
в
деформирования
элементах
соединения.
сооружений
С
другой
с
ФПС
стороны
возможность перехода ФПС в предельное состояние.
213
важно
задать
необходимо
диаграмму
определить

214.

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.
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
214

215.

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
взаимном
смещении.
При
этом
для
теоретического
описания
диаграммы
деформирования воспользуемся классической теорией износа [5, 14, 23], согласно
которой скорость износа V пропорциональна силе нормального давления
(натяжения болта) N:
V K N,
(3.1)
где К— коэффициент износа.
В свою очередь силу натяжения болта N можно представить в виде:
N N0 a N1 N2
здесь
a
EF
l
N0 -
(3.2)
начальное -натяжение болта, а - жесткость болта;
, где l - длина болта, ЕF - его погонная жесткость,
N1 k f ( s ) -
увеличение натяжения болта вследствие его деформации;
N2 ( s )
-
падение
натяжения
болта
вследствие
его
пластических
деформаций;
s - величина подвижки в соединении, - износ в соединении.
Для стыковых соединений обе добавки N1 N 2 0 .
Если пренебречь изменением скорости подвижки, то скорость V можно
представить в виде:
V
d d ds
V ср ,
dt
ds dt
(3.3)
215

216.

где V ср — средняя скорость подвижки.
После подстановки (3.2) в (3.1) с учетом (3.3) получим уравнение:
k a k N0 к f ( s ) ( s ) ,
(3.4)
где k K / Vср .
Решение уравнения (3.4) можно представить в виде:
k N0 a
1
1 e
kas
k e ka( s z ) k f ( z ) ( z ) dz ,
s
0
или
k N0 a
1
e
kas
s
k k f ( z ) ( z ) e kazdz N0 a 1 .
0
(3.5)
3.3. Решение общего уравнения для стыковых ФПС
Для стыковых соединений общий интеграл (3.5) существенно упрощается, так
как в этом случае N 1 N 2 0 , и обращаются в 0 функции
f(z)
и ( z ) , 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:
N 1 e kas k N0 ,
а
несущая
(3.7)
способность
соединений
определяется по формуле:
T T0 f N T0 f 1 e kas k N 0 a 1
T0 1 1 e kas k a 1 .
(3.8)
Как видно из полученной формулы
относительная
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
216
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
несущая
способность

217.

соединения КТ =Т/Т0 определяется всего двумя параметрами - коэффициентом
износа k и жесткостью болта на растяжение а. Эти параметры могут быть заданы с
достаточной точностью и необходимые для этого данные имеются в справочной
литературе.
На рис. 3.2 приведены зависимости КТ(s) для болта диаметром 24 мм и
коэффициента износа k~5×10-8 H-1 при различных значениях толщины пакета l,
определяющей жесткость болта а. При этом для наглядности несущая способность
соединения Т отнесена к своему начальному значению T0, т.е. графические
зависимости представлены в безразмерной форме. Как видно из рисунка, с ростом
толщины пакета падает влияние износа листов на несущую способность
соединений. В целом падение несущей способности соединений весьма существенно
и при реальных величинах подвижки s 2 3см составляет для стыковых
соединений 80-94%. Весьма существенно на
характер
падений
несущей
способности
соединения сказывается коэффициент износа
k. На рис.3.3 приведены зависимости несущей
способности
соединения
от
величины
подвижки s при k~3×10-8 H-1.
Исследования показывают, что при k >
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
2 10-7
- l=20 мм; - l=30 мм; - l=40 мм;
- l=50 мм; - l=60 мм; - l=70 мм; - l=80 мм
натяжения
Н-1
падение
несущей
способности
соединения превосходит 50%. Такое падение
существенному
должно
росту
приводить
взаимных
к
смещений
соединяемых деталей и это обстоятельство должно учитываться в инженерных
расчетах. Вместе с тем рассматриваемый эффект будет приводить к снижению
нагрузки, передаваемой соединением. Это позволяет при использовании ФПС в
качестве сейсмоизолирующего элемента конструкции рассчитывать усилия в ней,
моделируя ФПС демпфером сухого трения.
217

218.

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
L
2
1
1
2
1
2
2
du
1 dx
dx
1
s 2 2
1
2
2
cos
8l 2 1
2
x
2l
1 s
2
4l
cos
2l
1
dx
2
dx 1
2 2
1 s cos x dx
8l 2
2l
1
2
2
s 2 2
.
8l
Удлинение болта при этом определится по формуле:
l L l
s 2 2
.
8l
Учитывая,
что
(3.10)
приближенность
представления
(3.9)
компенсируется
коэффициентом k, который может быть определен из экспериментальных данных,
получим следующее представление для f(s):
2
f(s) s
l
.
Для дальнейшего необходимо учесть, что деформирование тела болта будет
иметь место лишь до момента срыва его головки, т.е. при s < s0. Для записи этого
факта воспользуемся единичной функцией Хевисайда :
f(s)
s2
( s s0 ).
l
(3.11)
Перейдем теперь к заданию функции (s). При этом необходимо учесть
следующие ее свойства:
218

219.

1. пластика проявляется лишь при превышении подвижкой s некоторой
величины Sпл, т.е. при Sпл<s<S0.
2. предельное натяжение стержня не превосходит усилия Nт, при котором
напряжения в стержне достигнут предела текучести, т.е.:
lim ( N0 кf ( s ) ( s )) 0 .
(3.12)
s
Указанным условиям удовлетворяет функция (s) следующего вида:
( s ) N пл ( NТ N пл ) ( 1 e q( s S пл ) ) 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
s
N0
k
2
2
( 1 e k1as ) s 2
s
1 e k1as
2
a
al
k1a
k1a
,
(3.14)
при Sпл< s<S0
( s ) I ( Sпл ) k1(
),
NT
N N пл
1 ek1a( S пл s ) T
k1a
k1 a
(3.15)
e ( S пл s ) ek1a( S пл s )
при s<S0
( s ) II ( S0 )
N ( S0 )
( 1 e k 2 a( s S0 ) ).
a
(3.16)
Несущая способность соединения определяется при этом выражением:
T T0 fv a .
(3.17)
Здесь fv— коэффициент трения, зависящий в общем случае от скорости
подвижки v. Ниже мы используем наиболее распространенную зависимость
коэффициента трения от скорости, записываемую в виде:
f
f0
,
1 kvV
(3.18)
где kv — постоянный коэффициент.
Предложенная зависимость содержит 9 неопределенных параметров:
219

220.

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.
Рис. 3.4
Теоретическая диаграмма деформирования ФПС
220

221.

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
221
соединений натягивались по этому же пульту в соответствии с тарировочными
зависимостями ручным ключом на заданное усилие натяжения N0.
4.

222.

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
Рис. 4.1 Общий вид образцов ПС с болтами 48 мм
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.
222

223.

Пластины ФПС были выполнены из толстолистовой стали марки 10ХСНД.
Высокопрочные болты были изготовлены тензометрическими из стали 40Х
"селект" в соответствии с требованиями [6]. Контактные поверхности пластин
были обработаны протекторной цинкосодержащей грунтовкой ВЖС-41 после
дробеструйной очистки. Болты были предварительно протарированы с помощью
электронного пульта АИ-1 и при сборке соединений натягивались по этому же
пульту в соответствии с тарировочными зависимостями ручным ключом на
заданное усилие натяжения N0.
Испытания проводились на пульсаторах в НИИ мостов и на универсальном
динамическом стенде УДС-100 экспериментальной базы ЛВВИСКУ. В испытаниях
на стенде импульсная нагрузка на ФПС обеспечивалась путем удара движущейся
массы М через резиновую прокладку в рабочую тележку, связанную с ФПС жесткой
тягой. Масса и скорость тележки, а также жесткость прокладки подбирались таким
образом, чтобы при неподвижной рабочей тележке получился импульс силы с
участком, на котором сила сохраняет постоянное значение, длительностью около
150 мс. Амплитудное значение импульса силы подбиралось из условия некоторого
превышения несущей способности ФПС. Каждый образец доводился до реализации
полного смещения по овальному отверстию.
Во время испытаний на стенде и пресс-пульсаторах контролировались
следующие параметры:
• величина динамической продольной силы в пакете ФПС;
• взаимное смещение пластин ФПС;
• 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
223

224.

(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
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:
224

225.

N0— начальное натяжение; f0 — коэффициент трения покоя;
k0 — коэффициент, определяющий влияние скорости на коэффициент трения
скольжения;
k1— коэффициент износа по контакту трущихся листов пакета;
k2— коэффициент износа по контакту листа и шайбы;
Sпл — предельное смещение, при котором возникают пластические деформации
в теле болта;
S0— предельное смещение, при котором возникает срыв шайбы болта
относительно листа пакета;
к — коэффициент, характеризующий увеличение натяжения болта вследствие
геометрической нелинейности его работы;
q — коэффициент, характеризующий уменьшение натяжения болта вследствие
его пластической работы.
Обработка экспериментальных данных заключалась в определении этих 9
параметров. При этом параметры варьировались на сетке их возможных значений.
Для каждой девятки значений параметров по 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;
225

226.

На
рис. 4.4 и
4.5
приведен
ы
характер
ные
диаграм
Рис. 4.5
Рис.4.4
мы
деформи
рования 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 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 диаграмм деформирования.
Результаты определения параметров соединения для каждой из подвижек
приведены в таблице 4.1.
Таблица 4.1
Результаты определения параметров ФПС
параметры N k1106, k2 106, k ,
подвижки
кН-1 кН-1 с/мм
1
2
3
4
5
6
7
8
11
8
12
7
14
6
8
8
32
15
27
14
35
11
20
15
0.25
0,24
0.44
0.42
0.1
0.2
0.2
0.3
S0,
мм
SПЛ
мм
q,
мм-1
f0
11
9 0.00001 0.34
8
7 0.00044 0.36
13.5 11.2 0.00012 0.39
14.6 12 0.00011 0.29
8
4.2 0.0006 0.3
12
9 0.00002 0.3
19
16 0.00001 0.3
9
2.5 0.00028 0.35
226
N0,
кН
к
105
152
125
193
370
120
106
154
260
90
230
130
310
100
130
75

227.

Приведенные в таблице 4.1 результаты вычислений параметров соединения
были статистически обработаны и получены математические ожидания и
среднеквадратичные отклонения для каждого из параметров. Их значения
приведены в таблице 4.2. Как видно из приведенной таблицы, значения параметров
характеризуются значительным разбросом. Этот факт затрудняет применение
одноболтовых ФПС с рассмотренной обработкой поверхности (обжиг листов
пакета). Вместе с тем, переход от одноболтовых к многоболтовым соединениям
должен снижать разброс в параметрах диаграммы деформирования.
Таблица. 4.2.
Результаты статистической обработки значений параметров ФПС
Значения параметров
Параметры
математическое среднеквадратичное
соединения
ожидание
отклонение
6
1
k1 10 , КН9.25
2.76
6
1
k2 10 , кН21.13
9.06
kv с/мм
0.269
0.115
S0, мм
11.89
3.78
Sпл , мм
8.86
4.32
-1
q, мм
0.00019
0.00022
f0
0.329
0.036
Nо,кН
165.6
87.7
165.6
88.38
5. ОЦЕНКА ПАРАМЕТРОВ ДИАГРАММЫ
ДЕФОРМИРОВАНИЯ МНОГОБОЛТОВЫХ
ФРИКЦИОННО-ПОДВИЖНЫХ СОЕДИНЕНИЙ (ФПС)
5.1. Общие положения методики расчета
227

228.

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:
T( s )
T ( s , 1 , 2 ,... k ) p1( 1 ) p2 ( 2 )...pk ( k )d 1d 2 ...d k
DT
(T T )
2
p1 p2 ... pk d 1d 2 ...d k
... T 2 p1 p2 ... pk d 1d 2 ...d k
(5.1)
(5.2)
T
2
T DT
(5.3)
В приведенных формулах:
T ( s , 1 , 2 ,... k ) - найденная выше зависимость несущей способности T от
подвижки s и параметров соединения i; в нашем случае в качестве параметров
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 min i max
и нормальное. Если учесть, что в предыдущих
исследованиях получены величины математических ожиданий i и стандарта i , то
соответствующие функции плотности распределения записываются в виде:
а) для равномерного распределения
228

229.

1
pi
при 3 3
2 i 3
(5.4)
и pi = 0 в остальных случаях;
б) для нормального распределения
pi
1
i 2
e
a
i i
2 i 2
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:
k T 3
dk
dT
kas
T
e
2 k 3 2 T 3
3 k T 3
T0 T 3
T n
T0 T
nT0 e kas
sh( sa k 3 )
sa k
(5.7)
.
При нормальном законе распределения математическое ожидание несущей
способности соединения из п болтов определится следующим образом:
229

230.

T n
kas
Te
1
T 2
( T T ) 2
e
2 T 2
1
( k k )2
e
k 2
2 k 2
dkdT
( k k )2
( T T ) 2
2
2
1
1
2 k
2 T
kas
n
Te
dT
e
e
dk
.
T 2
k 2
Если учесть, что для любой случайной величины x с математическим
ожиданием x функцией распределения 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 nT0
kas
1
k 2
( k k )2
e
2 k 2
dk .
Выделяя в показателе степени полученного выражения полный квадрат,
получим:
T nT0
nT0
1
k 2
1
k 2
k k as k2 2 as k as k2
2 k2
e
2
dk
2
as 2
k k as k2
k
as k
2
2 k2
e
e
dk .
Подынтегральный член в полученном выражении с учетом множителя
1
k 2
представляет
не
что
иное,
как
функцию
плотности
нормального
распределения с математическим ожиданием k as k2 и среднеквадратичным
отклонением k . По этой причине интеграл в полученном выражении тождественно
230

231.

равен 1
и выражение для несущей способности соединения принимает
окончательный вид:
T nT0 e
ask
a 2 s 2 k2
2
.
(5.8)
Соответствующие принятым законам распределения дисперсии составляют:
для равномерного закона распределения
T2
2
1 2 F ( 2 x ) F ( x ) ,
T0
2 2 ask
D nT0 e
где F ( x )
(5.9)
shx
; x sa k 3
x
для нормального закона распределения
2
2
2 1
D n T0 T2 1 ( A1 ) e A1 T0 e A 1 ( A ) ,
2
(5.10)
где A1 2 as( 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
sh( x )
kas
T
x
1
e
nT0
.
(5.11)
коэффициент перехода от одноболтового к многоболтовому соединению
1
T
nT0 e
kas
sh( x )
.
x
(5.12)
231

232.

Наконец для относительной величины среднеквадратичного отклонения с с
использованием формулы (5.9) нетрудно получить
1
nT0 e kas
2
1
T2 sh2 x shx
1
.
2 2 x
n
x
T
0
Аналогичные
зависимости
(5.13)
получаются
и
для
случая
нормального
распределения:
2
1 A
e 1 ( A ) ,
2
(5.14)
k2 s 2
2
2
1 2 kas
1 ( A ) ,
e
2
T2
1
1 2
n
T0
(5.15)
2
1 ( A ) e A1 1 e A 1 ( A ) ,
1
2
(5.16)
где
2s2
A k 2 s ka ,
2
( A )
A1 2 As ( k2 sa k ) ,
2
A
2
z
e dz .
0
На рис. 5.1 - 5.2 приведены зависимости i и i от величины подвижки s.
Кривые построены при тех же значениях переменных, что использовались нами
ранее при построении зависимости T/T0 для одноболтового соединения. Как видно
из рисунков, зависимости i ( k , s ) аналогичны зависимостям, полученным для
одноболтовых соединений, но характеризуются большей плавностью, что должно
благоприятно сказываться на работе соединения и конструкции в целом.
Особый интерес представляет с нашей точки зрения зависимость коэффициента перехода
i ( k , a , s ) . По своему смыслу математическое ожидание несущей способности многоболтового
соединения T получается из несущей способности одноболтового соединения Т1 умножением на , т.е.:
T T1
(5.17)
232

233.

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 3
(5.18)
будет иметь место неограниченный рост несущей способности ФПС с увеличением подвижки s,
что противоречит смыслу задачи.
Полученный результат ограничивает возможность применения равномерного распределения
условием (5.18).
Что касается нормального распределения, то возможность его применения определяется пределом:
lim 2
s
1
lim e ( kas A ) 1 ( A ) .
2 s
Для анализа этого предела учтем известное в теории вероятности соотношение:
1
lim 1 x lim
e
x
x
2
x2
2
1
.
x
233

234.

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
234

235.

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;
235

236.

1
а)
S, мм
Коэффициент перехода 2
б)
Подвижка S, мм
236

237.

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:
1
1
lim 2 lim e kas A
e
s
s 2
2
A2
2
1
0.
A
(5.19)
Предел (5.19) указывает на возможность применения нормального закона распределения при
любых соотношениях k и k.
Результаты обработки экспериментальных исследований, выполненные ранее, показывают, что
разброс значений несущей способности ФПС для случая обработки поверхностей соединяемых листов
путем нанесения грунтовки ВЖС достаточно велик и достигает 50%. Однако даже в этом случае
применение ФПС вполне приемлемо, если перейти от одноболтовых к многоболтовым соединениям.
Как следует из полученных формул (5.13, 5.16), для среднеквадратичного отклонения 1 последнее
убывает пропорционально корню из числа болтов.
На рисунке 5.3 приведена зависимость
относительной величины среднеквадратичного отклонения 1 от безразмерного параметра х для
безразмерной подвижки 2-х, 4-х, 9-ти и 16-ти болтового соединений. Значения T и T0 приняты в
соответствии с данными выполненных экспериментальных исследований. Как видно из графика, уже
для 9-ти болтового соединения разброс значений несущей способности Т не превосходит 25%, что
следует считать вполне приемлемым.
237

238.

Рис.5.3. Зависимость относительного разброса несущей
способности ФПС от величины подвижки при различном
числе болтов n
5.3. Построение уравнений деформирования нахлесточных
многоболтовых соединений
Распространение использованного выше подхода на расчет нахлесточных соединений достаточно
громоздко из-за большого количества случайных параметров, определяющих работу соединения.
Однако с практической точки зрения представляется важным учесть лишь максимальную силу трения
Тmax, смещение при срыве соединения S0 и коэффициент износа k. При этом диаграмма деформирования
соединения между точками (0,Т0) и (S0, Tmax) аппроксимируется линейной зависимостью. Для учета
излома графика T(S) в точке S0 введена функция :
1 при 0 S S 0
0 при S S 0
S , S 0
(5.20)
При этом диаграмма нагружения ФПС описывается уравнением:
T ( S ) T1( S , S0 ,T0 ,Tmax ) ( S , S0 ) T2 ( S ,Tmax ,k , S0 ) 1 ( S , S0 ) ,
238
(5.21)

239.

где T1( S ) T0 ( Tmax T0 )
S
,
S0
T2 ( S ) Tmax e ka( S S0 ) .
Математическое ожидание несущей способности нахлесточного соединения из n болтов
определяется следующим интегралом:
T n
T
( S ) p( k ) p( S0 ) p( Tmax ) dk dS0 dT0 dTmax n I 1 I 2
(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:
s
T0 ( Tmax T0 ) s , S 0 p( S 0 ) p( T0 ) p( Tmax )
S0
S0 T0 Tmax
dS 0 dT0 dTmax I 1,1 I 1,2 I 1,3
I1
(5.23)
где
I1,1
T0 p( T0 ) ( s ,S0 )p( S0 ) p( T0 ) p( Tmax )dTmax dS0 dT0
S0 T0 Tmax
T0 p( T0 )dT0 s , S0 p( S0 )dS0 Tmax p( Tmax )dTmax
T0
S0
Tmax
Если учесть, что для любой случайной величины x выполняются соотношения:
p( x )dx 1
и
xp( x )dx x ,
то получим
I 1,1 T ( s , S0 )p( S0 ) dS0 .
S0
Аналогично
239

240.

I1,2
Tmax
S0 T0 Tmax
T max
( s , S0 )
S0
S0
I1,3
T0
S0 T0 Tmax
T0
( s , S0 )
S0
S0
s
( s , S0 )p( S0 ) p( T0 ) p( Tmax ) dS0 dT0 dTmax
S0
p( S0 ) dS0 .
s
( s , S0 )p( S0 ) p( T0 ) p( Tmax ) dS0 dT0 dTmax
S0
p( S0 ) dS0 .
Если ввести функции
1 ( s ) ( s , S 0 ) p( S 0 ) dS0
(5.24)
и
1( s )
( s , S0 )
S0
p( S 0 ) dS0 ,
(5.25)
то интеграл I1 можно представить в виде:
I 1 T 1( s ) ( T max T 0 )s 2 ( s ).
(5.26)
Если учесть, что на первом участке s < S0, то с учетом (5.20) формулы (5.24) и (5.25) упростятся и
примут вид:
1( s ) p( S0 )dS0
(5.27)
s
2( s )
s
p( S0 )
dS0 .
S0
(5.28)
Для нормального распределения p(S0) функция 1 1 erf ( s ) , а функция
записывается в виде:
240

241.

( S0 S 0 )2
2
e
s
2 s2
(5.29)
dS0 .
S0
Для равномерного распределения функции 1 и 2 могут быть представлены
аналитически:
1 при s S 0 s 3
1 S0 s 3 s при S 0 s 3 s S 0 s 3
0 при s S 0 s 3 .
(5.30)
S0 s 3
1
ln
при s S 0 s 3
2 s 3 S 0 s 3
S0 s 3
1
2
ln
при S 0 s 3 s S 0 s 3
s
2 s 3
0 при s S 0 s 3
(5.31)
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:
S0 s 3
S
ln
при S S 0 s 3
T 0 ( T max T 0 )
2 s 3 S 0 s 3
S0 s 3
S0 s 3
1
( T max T 0 )S ln
I1
T 0 S 0 s 3 S ln
s
s
2 s 3
при S 0 s 3 S S 0 s 3
0 при S S 0 3
s
(5.32)
0 при S S 0 s 3
I2 T m
F( S ) F( s 3 )
2 s 3
(5.33)
при
S S0 s 3,
причем F ( x ) Ei ax( k k 3 ) Ei ax( k k 3 ) . В формулах (5.32, 5.33) Ei интегральная показательная функция.
241

242.

Полученные
формулы
подтверждены
результатами
экспериментальных
исследований многоболтовых соединений и рекомендуются к использованию при
проектировании сейсмостойких конструкций с ФПС.
242

243.

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.
243
6.

244.

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.
Номинал
ьный
диаметр
болта
Расчетная Высота Высота Размер Диаметр
площадь головки гайки
сечения по
Размеры шайб
Диаметр
внутр. нар.
Толщин
под
опис.окр. а
ключ
гайки
по телу по
16
201
резьбе
157
12
15
27
29,9
4
18
37
18
255
192
13
16
30
33,3
4
20
39
20
314
245
14
18
32
35,0
4
22
44
22
380
303
15
19
36
39,6
6
24
50
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
244

245.

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.
Номинальная Длина резьбы 10 при номинальном диаметре резьбы d
16
18
20
22
24
27
30
36
42
48
длина
40
*
стержня
45
38
*
50
38
42
*
55
38
42
46
*
60
38
42
46
50
*
65
38
42
46
50
54
70
38
42
46
50
54
60
75
38
42
46
50
54
60
66
80
38
42
46
50
54
60
66
85
38
42
46
50
54
60
66
90
38
42
46
50
54
60
66
78
95
38
42
46
50
54
60
66
78
100
38
42
46
50
54
60
66
78
105
38
42
46
50
54
60
66
78
90
110
38
42
46
50
54
60
66
78
90
102
115
38
42
46
50
54
60
66
78
90
102
120
38
42
46
50
54
60
66
78
90
102
125
38
42
46
50
54
60
66
78
90
102
130
38
42
46
50
54
60
66
78
90
102
140
38
42
46
50
54
60
66
78
90
102
150
38
42
46
50
54
60
66
78
90
102
160, 170, 180
190, 200, 220
44
48
52
56
60
66
72
84
96
108
240,260,280,30
Примечание: знаком * отмечены болты с резьбой по всей длине стержня.
0
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
245
по
ТУ-14-1-3282-81,
для
несущей

246.

структуры - оловянистую бронзу БРОФ10-8 по ГОСТ, для рабочего тела припой ПОС-60 по ГОСТ.
Примечание: Приведенные данные действительны при сроке хранения
несобранных конструкций до 1 года.
6.2. Конструктивные требования к соединениям
В конструкциях соединений должна быть обеспечена возможность
свободной постановки болтов, закручивания гаек и плотного стягивания
пакета
болтами
во
всех
местах
их
постановки
с
применением
динамометрических ключей и гайковертов.
Номинальные диаметры круглых и ширина овальных отверстий в
элементах для пропуска высокопрочных болтов принимаются по табл.6.3.
Таблица 6.3.
Группа
соединений
Определяющих
геометрию
Не
Номинальный диаметр болта в мм.
16 18
20 22
24
27 30
17 19
21 23
25
28 32
20
23
25
28
30
33
36
36
37
42
44
48
50
40
45
52
определяющих
Длины овальных отверстий в элементах для пропуска высокопрочных
геометрию
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
сонаправлены.
246
пакета
ФПС
могут
быть
не

247.

Размещение
устанавливают
болтов
с
в
учетом
овальных
назначения
отверстиях
ФПС
и
при
сборке
направления
ФПС
смещений
соединяемых элементов.
При необходимости в пределах одного овального отверстия может быть
размещено более одного болта.
Все контактные поверхности деталей ФПС, являющиеся внутренними для
ФПС,
должны
быть
обработаны
грунтовкой
ВЖС
83-02-87
после
дробеструйной (пескоструйной) очистки.
Не допускается осуществлять подготовку тех поверхностей деталей ФПС,
которые являются внешними поверхностями ФПС.
Диаметр болтов ФПС следует принимать не менее 0,4 от толщины
соединяемых пакета соединяемых деталей.
Во всех случаях несущая способность основных элементов конструкции,
включающей ФПС, должна быть не менее чем на 25% больше несущей
способности ФПС на фрикционно-неподвижной стадии работы ФПС.
Минимально допустимое расстояние от края овального отверстия до края
детали должно составлять:
- вдоль направления смещения >= 50 мм.
- поперек направления смещения >= 100 мм.
В соединениях прокатных профилей с непараллельными поверхностями
полок или при наличии непараллельности наружных плоскостей ФПС
должны применяться клиновидные шайбы, предотвращающие перекос гаек и
деформацию резьбы.
Конструкции ФПС и конструкции, обеспечивающие соединение ФПС с
основными элементами сооружения, должны допускать возможность ведения
последовательного не нарушающего связности сооружения ремонта ФПС.
247

248.

6.3. Подготовка контактных поверхностей элементов и
методы контроля.
Рабочие контактные поверхности элементов и деталей ФПС должны быть
подготовлены посредством либо пескоструйной очистки в соответствии с
указаниями ВСН 163-76, либо дробеструйной очистки в соответствии с
указаниями.
Перед обработкой с контактных поверхностей должны быть удалены
заусенцы, а также другие дефекты, препятствующие плотному прилеганию
элементов и деталей ФПС.
Очистка должна производиться в очистных камерах или под навесом, или
на открытой площадке при отсутствии атмосферных осадков.
Шероховатость поверхности очищенного металла должна находиться в
пределах 25-50 мкм.
На очищенной поверхности не должно быть пятен масел, воды и других
загрязнений.
Очищенные контактные поверхности должны соответствовать первой
степени 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 6-ти кратного.
Окалина, ржавчина и другие загрязнения на очищенной поверхности при этом
не должны быть обнаружены.
Контроль степени обезжиривания осуществляется следующим образом: на
очищенную поверхность наносят 2-3 капли бензина и выдерживают не менее
15
секунд.
К
этому
участку
поверхности
прижимают
кусок
чистой
фильтровальной бумаги и держат до полного впитывания бензина. На другой
248

249.

кусок фильтровальной бумаги наносят 2-3 капли бензина. Оба куска
выдерживают до полного испарения бензина. При дневном освещении
сравнивают внешний вид обоих кусков фильтровальной бумаги. Оценку
степени обезжиривания определяют по наличию или отсутствию масляного
пятна на фильтровальной бумаге.
Длительность перерыва между пескоструйной очисткой поверхности и ее
консервацией не должна превышать 3 часов. Загрязнения, обнаруженные на
очищенных поверхностях, перед нанесением консервирующей грунтовки
ВЖС 83-02-87 должны быть удалены жидким калиевым стеклом или
повторной очисткой. Результаты проверки качества очистки заносят в
журнал.
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.
249

250.

Рабочая вязкость грунтовки определяется вискозиметром ВЗ-4 (ГОСТ
9070-59) по методике ГОСТ 17537-72.
Перед и во время нанесения следует перемешивать приготовленную
грунтовку до полного поднятия осадка.
Грунтовка
ВЖС
83-02-87
сохраняет
малярные
свойства
(жизнеспособность) в течение 48 часов.
Грунтовка 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.
250

251.

Контроль толщины покрытия осуществляется магнитным толщиномером
ИТП-1.
Адгезия определяется методом решетки в соответствии с ГОСТ 15140-69
на
контрольных
образцах,
окрашенных
по
принятой
технологии
одновременно с элементами и деталями конструкций.
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 методе распыления, во избежание увеличения
туманообразования и расхода 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 открытых площадках маляр должен
расположить
окрашиваемые
изделия
так,
чтобы
ветер
не
относил
распыляемый материал в его сторону и в сторону работающих вблизи людей.
251

252.

Воздушная
магистраль
и
окрасочная
аппаратура
должны
быть
оборудованы редукторами давления и манометрами. Перед началом работы
маляр должен проверить 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 слизистые
оболочки глаз или дыхательных путей необходимо обильно промыть
загрязненные места.
252

253.

6.4.2 Транспортировка и хранение элементов и деталей,
законсервированных грунтовкой
ВЖС 83-02-87
Укладывать, хранить и транспортировать законсервированные элементы
и
детали
нужно
так,
чтобы
исключить
возможность
механического
повреждения и загрязнения законсервированных поверхностей.
Собирать можно только те элементы и детали, у которых защитное
покрытие контактных поверхностей полностью высохло. Высохшее защитное
покрытие 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
поверхность
шайб
методом
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.
253

254.

6.6. Сборка ФПС
Сборка ФПС проводится с использованием шайб с фрикционным
покрытием
одной
из
поверхностей,
при
постановке
болтов
следует
располагать шайбы обработанными поверхностями внутрь ФПС.
Запрещается очищать внешние поверхности внешних деталей ФПС.
Рекомендуется использование неочищенных внешних поверхностей внешних
деталей ФПС.
Каждый болт должен иметь две шайбы (одну под головкой, другую под
гайкой). Болты и гайки должны быть очищены от консервирующей смазки,
грязи и ржавчины, например, промыты керосином и высушены.
Резьба болтов должна быть прогнана путем провертывания гайки от руки
на всю длину резьбы. Перед навинчиванием гайки ее резьба должна быть
покрыта легким слоем консистентной смазки.
Рекомендуется следующий порядок сборки:
совмещают отверстия в деталях и фиксируют их взаимное положение;
устанавливают 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
динамометрическим ключом.
Общество с ограниченной ответственностью «С К С Т Р О Й К О М П Л Е
К С - 5» СПб, ул. Бабушкина, д. 36 тел./факс 812-705-00-65 E-mail:
stanislav@stroycomplex-5. ru http://www. stroycomplex-5. ru
254
усилий
натяжения

255.

РЕГЛАМЕНТ
МОНТАЖА АМОРТИЗАТОРОВ СТЕРЖНЕВЫХ ДЛЯ СЕЙСМОЗАЩИТЫ МОСТОВЫХ СООРУЖЕНИЙ
1. Подготовительные работы
1.1 Очистка верхних поверхностей бетона оголовка опоры и пролетного
строения от загрязнений;
У
Контрольная съемка положения закладных деталей (фундаментных болтов) в
оголовке опоры и диафрагме железобетонного пролетного строения или отверстий в
металле металлического или сталежелезобетонного пролетного строения с
составлением схемы (шаблона).
1.3. Проверка соответствия положения отверстий для крепления амортизатора к
опоре и к пролетному строению в элементах амортизатора по шаблонам и, при
необходимости, райберовка или рассверловка новых отверстий.
1.4. Проверка высотных и горизонтальных параметров поступившего на монтаж
амортизатора и пространства для его установки на опоре (под диафрагмой). При
необходимости, срубка выступающих частей бетона или устройство подливки на
оголовке опоры.
1.5. Устройство подмостей в уровне площадки, на которую устанавливается
амортизатор.
1.2.
2. Установка и закрепление амортизатора
2.1. Установка амортизаторов
железобетонные пролетные строения).
с
нижним
расположением
ФПС
(под
2.1.1. Расположение фундаментных болтов для крепления на опоре может быть
двух видов:
1) болты
расположены внутри основания и при полностью смонтированном
амортизаторе не видны, т.к. закрыты корпусом упора, при этом концы фундаментных
болтов выступают над поверхностью площадки, на которой монтируется амортизатор;
2) болты расположены внутри основания и оканчиваются резьбовыми втулками,
верхние торцы которых расположены заподлицо с бетонной поверхностью;
3) болты расположены у края основания, которое совмещено с корпусом упора, и
после монтажа амортизатора доступ к болтам возможен, при этом концы фундаментных
болтов
выступают
над
поверхностью
площадки;
255

256.

4) болты расположены у края основания и оканчиваются резьбовыми втулками, как
и во втором случае
Последовательность операций по монтажу амортизатора в первом случае
приведена ниже.
а) Затяжка болтов ФПС на усилие, предусмотренное проектом.
2.1.2.
б) Разборка соединения основания с корпусом упора, собранного на время
транспортировки.
в) Подъем основания амортизатора на подмости в уровне, превышающем уровень
площадки, на которой монтируется амортизатор, на высоту выступающего конца
фундаментного болта.
г) Надвижка основания в проектное положение до совпадения отверстий для
крепления амортизатора с фундаментными болтами, опускание основания на площадку,
затяжка фундаментных болтов, при необходимости срезка выступающих над гайками
концов фундаментных болтов.
д) Подъем сборочной единицы, включающей остальные части амортизатора, на
подмости в уровне установленного основания.
е) Снятие транспортных креплений.
ж) Надвижка упомянутой сборочной единицы на основание до совпадения
отверстий под штифты и резьбовые отверстия под болты в основании с соответствующими
отверстиями в упоре, забивка штифтов в отверстия, затяжка и законтривание болтов.
з) Завинчивание болтов крепления верхней плиты стержневой пружины в резьбовые
отверстия втулок анкерных болтов на диафрагме пролетного строения. Если зазор между
верхней плитой и нижней плоскостью диафрагмы менее 5мм, производится затяжка
болтов. Если зазор более 5 мм, устанавливается опалубка по контуру верхней плиты,
бетонируется или инъектирует- ся зазор, после набора прочности бетоном или раствором
производится затяжка болтов.
и) Восстановление антикоррозийного покрытия.
Операции по монтажу амортизатора во втором случае отличаются от операций
первого случая только тем, что основание амортизатора поднимается на подмости в уровне
площадки, на которой монтируется амортизатор и надвигается до совпадения резьбовых
отверстий во втулках фундаментных болтов с отверстиями под болты в основании.
2.1.3.
256

257.

Последовательность операций по монтажу амортизатора в третьем случае
приведена ниже.
а) Затяжка болтов ФПС на усилие, предусмотренное проектом.
2.1.4.
б) Подъем амортизатора на подмости в уровень, превышающий уровень площадки,
на которой монтируется амортизатор, на высоту выступающего конца фундаментного
болта.
257

258.

в) Снятие транспортных креплений.
г) Надвижка амортизатора в проектное положение до совпадения отверстий для
его крепления с фундаментными болтами, опускание амортизатора на площадку, затяжка
фундаментных болтов.
Далее выполняются операции, указанные в подпунктах 2.1.2.д...2.1.2.и.
2.1.5. Операции по монтажу амортизаторов в четвертом случае отличаются от
операций для третьего случая только тем, что амортизатор поднимается на подмости в
уровень площадки, на которой он монтируется и надвигается до совпадения отверстий в
амортизаторе с резьбовыми отверстиями во втулках.
Установка амортизаторов с верхним расположением ФПС (под металлические
пролетные строения)
2.2.1. Последовательность и содержание операций по установке на опоры
амортизаторов как с верхним, так и с нижним расположением ФПС одинаковы.
2.2.2. К металлическому пролетному строению амортизатор прикрепляется
посредством горизонтального упора. После прикрепления амортизатора к опоре
выполняются следующие операции:
1) замеряются зазоры между поверхностями примыкания горизонтального упора к
конструкциям металлического пролетного строения;
2) в отверстия вставляются высокопрочные болты и на них нанизываются гайки;
3) при наличии зазоров более 2 мм в местах расположения болтов вставляются
вильчатые прокладки (вилкообразные шайбы) требуемой толщины;
4) высокопрочные болты затягиваются до проектного усилия.
2.2.
Подъемка амортизатора на подмости в уровне площадки, на которой он будет
смонтирован.
2.4. Демонтаж транспортных креплений.
2.3.
Заместитель генерального директора
Л.А. Ушакова
Согласовано:
258

259.

Главный инженер проекта
ОАО «Трансмост»
И.В. Совершаев
Главный инженер проекта ОАО «Трансмост»
259
И.А. Мурох

260.

Главный инженер проекта
В.Л. Бобровский
260

261.

261

262.

262

263.

263

264.

264

265.

265

266.

266

267.

267

268.

268

269.

269

270.

270

271.

271

272.

ПРИМЕНЕНИЕ ФРИКЦИОННО ПОДВИЖНЫХ БОЛТОВЫХ
СОЕДИНЕНИЙ ДЛЯ ОБЕСПЕЧЕНИЯ СЕЙСМОСТОЙКОСТИ
СТРОИТЕЛЬНЫХ КОНСТРУЦИЙ МОСТОВ И ДРУГИХ СООРУЖЕНИЙ
УДК 624.042.7
И. О. Кузнецова, С. С. Ваничева, М. В. Фрезе, А. А. Долгая, Т. М. Азаев, Х. R
Зайнулабидова
Дата поступления: 25.01.2016 Решение о публикации: 14.06.2016
Цель: Разработать и описать новую конструкцию сейсмоизолирующего
устройства, состоящего из упругодемпфирующего элемента, соединенного с
изолированными частями сооружения фрикционно-подвижными
соединениями (ФПС), предназначенного для снижения расчетных нагрузок на
сооружение, а также для многоуровневого проектирования и управления
повреждениями конструкции. Методы: Для анализа работы ФПС
использованы методы динамических расчетов сооружений, моделирование
расчетных акселерограмм с использованием ЭВМ, а также натурные
испытания при помощи сейсмоплатформ. Результаты: Предложено
конструктивное решение нового сейсмоизолирующего устройства,
упругодемпфирующий элемент которого выполнен в виде столика, верхняя
плита столика устанавливается на металлические стержни из
высокопрочной стали, параллельно со столиком установлены гидравлические
демпферы, а ФПС из пакетов стальных листов соединены высокопрочными
болтами, пропущенными через овальные отверстия. Выявлено, что при
относительно слабых землетрясениях описываемая конструкция работает в
упругой стадии и ФПС заблокированы; при сильных землетрясениях, когда
горизонтальная нагрузка превышает силу трения в ФПС, происходит
проскальзывание элемента за счет формы отверстий, что обеспечивает
взаимное смещение листов на величину зазора между болтом и краем
овального отверстия и обеспечивает сохранность сооружения.
Практическая значимость: Использование описанной системы
сейсмозащиты позволяет снизить расчетные сейсмические нагрузки на
сооружения в пределах 40-70 % и спрогнозировать сценарии разрушения
сооружения. Таким образом, снижается стоимость объекта
строительства и повышается его надежность, что в свою очередь
приводит к снижению экономических и социальных рисков при
землетрясении.
272

273.

Сейсмостойкость, сейсмоизоляция, фрикционно-подвижные болтовые
соединения.
*Inna O. Kuznetsova, Cand. Sci. (Eng.), associate professor, [email protected];
Svetlana S. Vanicheva, section head (Petersburg State Transport University);
Maksim V. Freze, Cand. Sci. (Eng.); Anzhelika A. Dolgaya, Cand. Sci. (Eng.),
design engineer (Transmost PLC); Tagir M. Azayev, Cand. Sci. (Eng.); Khanzada
R. Zaynulabidova, Cand. Sci. (Eng.) (Dagestan State Technical University)
APPLICATION OF FRICTIONAL DYNAMIC BOLTED-TYPE CONNECTIONS TO
ENSURE SEISMIC RESISTANCE OF ENGINEERING STRUCTURES OF
BRIDGES AND OTHER OBJECTS
Objective: To develop and describe a new design of a seismic-isolation device
consisting of elastic damping element connected to isolated parts of an object by
frictional dynamic connections. It is intended for reduction of design load on an
object, as well as multi-level designing and management of object damage.
Methods: Structure dynamic calculation methods were used to analyse the
operation of frictional dynamic connections, as were computer simulation of
calculation accelerograms and full- scale tests involving shake tables. Results: A
design solution for a new seismic-isolation device is proposed. Its elastic damping
element is shaped like a table, its top plate is placed on metallic bars made from
high-resistance steel, hydraulic dampers are installed parallel to the table, and
frictional dynamic connections made from piles of steel plates are linked by highstrength bolts put through oval openings. It was discovered that in cases of
relatively minor earthquakes the construction described here is operating in elastic
stage, and frictional dynamic connections get blocked. During strong earthquakes,
when horizontal load exceeds friction force in frictional dynamic connections,
slipping of an element occurs due to shape of openings which ensures mutual
displacement of plates by gap width between the bolt and the edge of oval opening,
which ensures the structure's preservation. Practical importance: Using the seismic
resistance system described here allows for reduction of calculation seismic loads
on structures by between 40 and 70 per cent, and to forecast scenarios of structure
destruction. Thus the cost of construction object gets reduced, its reliability is
increased, which cuts economic and social risks in case of an earthquake.
Seismic resistance, seismic isolation, frictional dynamic bolted-type connections.
В настоящее время в практике сейсмостойкого строительства сложился
многоуровневый подход к обеспечению сейсмостойкости сооружения. В
273

274.

отечественной литературе такой подход получил название «проектирование
сооружений с заданными параметрами предельных состояний» [7, 13], за
рубежом его называют Performance Based Designing (PBD). При таком
подходе отказываются от принципа равнопрочности сооружения и
предусматривают наличие слабых мест, позволяющих управлять
накоплением повреждений в конструкции, минимизируя дисперсию при
прогнозе ущерба.
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 (ФПС) [6]. Под 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 можно снизить
затраты на усиление сооружения, подверженного сейсмическим и другим
интенсивным нагрузкам.
Описание фрикционно-подвижных соединений
ФПС были предложены в НИИ мостов ЛИИЖТа в 1980 г. и защищены
авторскими свидетельствами [9-12 и др]. Простейшее стыковое и
нахлесточное соединения приведены на рис. 1. При экстремальных нагрузках
должны происходить взаимная подвижка соединяемых деталей вдоль овала и
за счет этого уменьшаться пиковое значение усилий, передаваемое
соединением.
При использовании обычных болтов их натяжение N не превосходит 80-100
кН, а разброс натяжения AN = 20-50 кН, что не позволяет прогнозировать
несущую способность такого соединения по трению. При использовании же
высокопрочных болтов при том же AN натяжение N = 200-400 кН, что в
принципе может позволить задание и регулирование несущей способности
соединения.
274

275.

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 соединение может заклинить,
контактные поверхности соединяемых деталей оплавиться и т. п. [3-5].
Случались обрывы головки болта. Исследования 1985-1990 гг. позволили
выявить способы обработки соединяемых листов, обеспечивающих
стабильную работу ФПС. В частности, установлена недопустимость
использования для ФПС пескоструйной обработки листов пакета,
рекомендованы обжиг листов, нанесение на них специальной мастики или
напыление мягких металлов. Исследования по рассматриваемому вопросу
обобщены в [13].
В 1995 г. исследования по ФПС были представлены на 11-й всемирной
конференции по сейсмостойкому строительству [14]. После этого их начали
применять за рубежом. Однако в России эти соединения не применялись в
течение 20 лет после разработки теории ФПС в НИИ мостов [2].
Применение ФПС на мостах г. Сочи
Впервые ФПС использовали при строительстве железнодорожных мостов
на олимпийских объектах в г. Сочи. В частности, было предложено новое
опорное сейсмои- золирующее устройство (рис. 2). Устройство имеет три
принципиальные особенности:
Рис. 1. Принципиальная схема фрикционно-подвижного соединения:
а) встык; б) внахлест; 1 - соединяемые листы; 2 - высокопрочные болты; 3 шайба; 4 - овальные отверстия; 5 - накладки
1) вертикальная и горизонтальная нагрузки передаются на разные
элементы единого узла опирания, т. е. в системе опирания имеются
независимые опорный и сейсмоизолирующий элементы. Опорный элемент
выполнен в виде обычной подвижной опорной части, жесткой в
вертикальном направлении. Это исключает вертикальные смещения
пролетного строения под нагрузкой;
2) сейсмоизолирующий элемент выполнен составным в виде упругого
столика из стальных стержней (стержневого амортизатора) и пакета
стальных листов, объединенных ФПС;
3) сила трения в ФПС не превосходит разрушающей нагрузки на опору и
столик.
275

276.

Для снижения сейсмических нагрузок на опоры и относительных смещений
пролетных строений на опорах мостов дополнительно устанавливались
демпферы. Для этого использованы гидравлические демпферы фирмы
«Вибросейсм», детально описанные в [15].
Как видно из рис. 2, между пролетным строением 1 и опорой 5 параллельно
с податливым сейсмоизолирующим элементом 6 устанавливается опорный
элемент 11, представляющий собой обычную подвижную опорную часть с
шарнирным балансиром 9. Верхний лист податливого элемента 4 с
антифрикционным покрытием 3 соединен с дополнительным листом 8 с
помощью ФПС 7. При этом листы 4 и 8 с антифрикционным покрытием 3 и
ФПС 7 образуют верхний скользящий элемент. На пролетное строение 1
устанавливаются упоры 10, контактирующие с дополнительным листом 8 и
имеющие свободу вертикальных перемещений относительно листа 4. При
этом податливый элемент со скользящим элементом имеют высоту h
меньше, чем высота подвижной опорной части H за счет устройства зазора
2. Это исключает передачу на податливый элемент вертикальной нагрузки
от пролетного строения, которая полностью воспринимается подвижной
опорной частью.
Рис. 2. Схема устройства сейсмоизоляции на железнодорожных мостах в г.
Сочи: 1 - пролетное строение; 2 - зазор между податливым элементом и
пролетным строением; 3 - антифрикционное покрытие; 4 - верхний лист
податливого элемента; 5 - опора; 6 - податливый элемент; 7 - ФПС; 8 дополнительный лист; 9 - шарнирный балансир; 10 - упоры;
11 - подвижная опорная часть
При эксплуатационных нагрузках (торможении подвижного состава,
поперечных ударах транспортных средств), а также при действии
проектного землетрясения (ПЗ) горизонтальные нагрузки передаются от
пролетного строения 1 на опору 5 через упоры 10 и податливый элемент 6.
При этом динамические нагрузки на опору снижаются за счет
амортизирующего действия податливого элемента. При максимальном
расчетном землетрясении (МРЗ) происходит подвижка в ФПС, пиковые
нагрузки на опору ограничиваются силой трения в ФПС и обеспечивается
сохранность сооружения (пролетные строения
не сбрасываются с опор) [1]. Таким образом, расчетные нагрузки
снижаются при действии как ПЗ, так и МРЗ.
276

277.

Рис. 3. Результаты расчета сейсмоизолированного моста на действие МРЗ
Предлагаемая конструкция позволяет проектировать сооружения с
заданными параметрами предельных состояний, а также сценарий
накопления повреждений в сооружении при сейсмических воздействиях [8].
Расчетный анализ работы ФПС при землетрясении
Рис. 3 иллюстрирует работу устройства при МРЗ. На нем представлены
расчетные зависимости от времени ускорений и смещений элементов моста
при землетрясении.
В верхней части рис. 3 показана расчетная акселерограмма, имеющая
ускорения около 2,2 м/с2. По своим энергетическим характеристикам и
пиковым ускорениям в диапазоне частот около 1 с акселерограмма
описывает 9-балльное землетрясение. При этом смещение пролетного
строения составило более 12 см, однако смещение верха опор оказалось
менее 1 см. Интерес представляет диаграмма чередования состояний
системы. При значении 1 на диаграмме ФПС закрыто и система работает
упруго. При значении 0 на диаграмме ФПС открыто и пролетное строение
скользит относительно опоры. В рассмотренном примере проскальзывание
возникает практически сразу после начала воздействия, а максимальный
сдвиг достигает 11 см. На рис. 3 выделе
но полное (упругое и пластическое) смещение пролетного строения. Хорошо
видно, что при МРЗ пластические смещения в ФПС превалируют над
упругими смещениями за счет деформации столика.
В нижней части рис. 3 приведены усилия в демпфере. Пиковые значения
усилий достигают 180 кН. Это составляет примерно 15 % от сейсмической
нагрузки.
Принятая концепция проектирования обеспечивает сохранность опор и
отсутствие сброса пролетного строения при любых расчетных
землетрясениях. Конструкция опорных устройств обеспечивает один вид
повреждений - подвижки в ФПС, соединяющих опору с пролетным
строением. Сценарий накопления повреждений (рост подвижки) представлен
в таблице.
Заключение
В заключение отметим, что по предлагаемой методике и с использованием
предлагаемых технических решений сейсмозащитных устройств в Сочи
построено более 100 мостовых опор. Применение этих устройств позволяет
на 40-70 % снизить расчетную нагрузку на опоры и обеспечить
277

278.

прогнозируемые и легко поддающиеся ремонту повреждения мостов при
редких разрушительных землетрясениях.
Рис. 5. Стержневые амортизаторы с ФПС на одной из железнодорожных
эстакад в г. Сочи
Пример сценария накопления повреждений для одной из эстакад
железнодорожной линии Адлер - Сочи
Число подвижек за время землетрясения
Рис. 4. Стержневой амортизатор с ФПС, установленный на
железнодорожном мосту через р. Мзымта в районе в г. Сочи
На рис. 4, 5 представлены мосты с фрагментами сейсмозащиты в г. Сочи.
Предлагаемые и уже реализованные устройства обеспечивают
сейсмозащиту моста как при проектных, так и при максимальных
расчетных землетрясениях. При этом прогнозируется ха
рактер накопления повреждений в конструкции и обеспечивается ее
ремонтопригодность после разрушительных землетрясений. Это пока
единственная в мире система сейсмо- защиты, которая обеспечивает
нормальную эксплуатацию моста, не приводя к расстройству пути при
эксплуатационных нагрузках и проектных землетрясениях.
Таким образом, применение ФПС позволило реализовать новую систему
сейсмозащи- ты железнодорожных мостов, которая обеспечивает
снижение сейсмических нагрузок при ПЗ и МРЗ и нормальную эксплуатацию
сооружения.
Библиографический список
1. Азаев Т. М. Оценка сейсмостойкости мостов по условию сброса
пролетных строений с опор / Т. М. Азаев, И. О. Кузнецова, А. М. Уздин //
Сейсмостойкое строительство. Безопасность сооружений. - 2003. - Вып. 1.
С. 38-42.
2. Белаш Т. А. Сейсмоизоляция. Современное состояние / Т. А. Белаш, В. С.
Беляев, А. М. Уздин и др. // Избранные статьи профессора О. А. Савинова и
ключевые доклады, представленные на IV Сави- новские чтения. - СПб. :
Ленинград. Промстрой- проект, 2004. - С. 95-128.
3. Березанцева Е. В. Фрикционно-подвижные соединения на высокопрочных
болтах / Е. В. Бере- занцева, Е. В. Сахарова, А. Ю. Симкин, А. М. Уз- дин //
Междунар. коллоквиум : Болтовые и специальные монтажные соединения в
стальных конструкциях. Т. 1. - М., 1989. - С. 73-76.
278

279.

4. Деркачев А. А. Исследование свойств стержневых конструкций с упругофрикционными соединениями на высокопрочных болтах / А. А. Дерка- чев, В.
С. Давыдов, С. И. Клигерман // Сейсмостойкое строительство. - 1981. - Вып.
3. - С. 7-10.
5. Евдокимов В. В. Несущая способность сдви- гоустойчивых соединений с
увеличенными отверстиями под высокопрочные болты / В. В. Евдокимов, В.
М. Бабушкин // Междунар. коллоквиум : Болтовые и специальные
монтажные соединения в стальных конструкциях. Т. 1. - М., 1989. - С. 77-80.
6. Елисеев О. Н. Элементы теории трения, расчет и технология
применения фрикционно-подвижных соединений / О. Н. Елисеев, И. О.
Кузнецова, А. А. Никитин и др. - СПб. : ВИТУ, 2001. - 75 с.
7. Килимник Л. Ш. О проектировании сейсмостойких зданий и сооружений
с заданными параметрами предельных состояний / Л. Ш. Килим- ник //
Строительная механика и расчет сооружений. - 1975. - № 2. - С. 40-44.
8. Кузнецова И. О. Сейсмоизоляция - способ проектирования сооружений с
заданными параметрами предельных состояний и сценариев накопления
повреждений / И. О. Кузнецова, Ван Хайбинь, А. М. Уздин, С. А. Шульман //
Избранные статьи проф. О. А. Савинова и ключевые доклады,
представленные на VI Савиновские чтения. - СПб., 2010. - С. 105-120.
9. Савельев В. Н., Уздин А. М., Хусид Р. Г. Болтовое соединение. А. с. СССР
№ 1168755, МКИ F 16 B 5/02, 35/04, 1983.
10. Савельев В. Н., Уздин А. М., Хусид Р. Г. Болтовое соединение плоских
деталей встык. А. с. СССР № 1174616, МКИ F 16 B 5/02, 35/04, 1983.
11. Савельев В. Н. Особенности работы соединений на высокопрочных
болтах на знакопеременные нагрузки типа сейсмических / В. Н. Савельев, А.
Ю. Симкин // Сейсмостойкое строительство. - 1985. - Вып. 10. - С. 20-24.
12. Савельев В. Н., Уздин А. М., Хусид Р. Г., Ки- стерский С. В. Способ
соединения листов в пакет. А. с. СССР № 1184981, МКИ F 16 B 5/02, 35/04,
1983.
13. Уздин А. М. Сейсмостойкие конструкции транспортных зданий и
сооружений : учеб. пособие / А. М. Уздин, С. В. Елизаров, Т. А. Белаш. - М. :
УМЦ ЖДТ, 2012. - 500 с.
14. Hashem A. M. The use of the friction-movable braces for designing the
seismic proof structures with predetermined parameters of ultimate conditions / A.
M. Hashem, A. M. Uzdin // 11-th World Conf. Earthquake Eng. Paper 51.
15. Kostarev V. V. Providing the earthquake stability and Increasing the
reliability and resources of pipelines using viscous dampers / V. V. Kostarev, L. Yu.
279

280.

Pavlov, A. M. Schukin, A. M. Berkovsky // Proc. Workshop „Bridges seismic
isolation and large-scale modeling", St. Petersburg, 29.06-03.07.2010. - St.
Petersburg, 2010. - P. 59-70.
References
1. Azayev T. M., Kuznetsova I. O. & Uzdin A. M.
Seismostoykoye stroitelstvo. Bezopasnost sooru- zheniy - Seismic-Resistant
Construction. Structure Safety, 2003, Is. 1, pp. 38-42.
2. Belash T. A., Belyayev V. S., Uzdin A. M., Yer- moshin A. A. & Kuznetsova I. O.
Seismoizolyatsiya. Sovremennoye sostoyaniye [Seismic Isolation. Modern
Condition]. Izbrannyye statiprofessora O. A. Savi- nova i klyuchevyye doklady,
predstavlennyye na IV Savinovskiye chteniya [Selected Articles by Professor O. A.
Savinov and Key Reports Presented at the 4th Savinov Readings]. St. Petersburg,
Leningradskiy Promstroyproyekt, 2004. Pp. 95-128.
3. Berezantseva Ye. V., Sakharova Ye. V., Simkin A.Yu. & Uzdin A. M.
Friktsionno-podvizhnyye soyedi- neniya na vysokoprochnykh boltakh [Frictional
Dynamic Connections with High-Strength Bolts]. Me- zhdunarodnyy kollokvium:
Boltovyye i spetsialnyye montazhnyye soyedineniya v stalnykh konstruktsiyakh
[International Colloquim: Bolt and Special On-Site Connections in Steelwork]. Vol.
1. Moscow, 1989. Pp. 73-76.
4. Derkachev A. A., Davydov V. S. & Kliger- man S. I. Seismostoykoye stroitelstvo
- Seismic-Resistant Construction, 1981, Is. 3, pp. 7-10.
5. Yevdokimov V. V. & Babushkin V. M. Nesush- chaya sposobnost
sdvigoustoychivykh soyedineniy s uvelichennymi otverstiyami pod vysokoprochnyye
bol- ty [Bearing Capacity of Shear-Resisting Connections with Increased Openings
for High-Strength Bolts]. Me- zhdunarodnyy kollokvium: Boltovyye i spetsialnyye
montazhnyye soyedineniya v stalnykh konstruktsiyakh [International Colloquim:
Bolt and Special On-Site Connections in Steelwork]. Vol. 1. Moscow, 1989. Pp. 7780.
6. Yeliseyev O. N., Kuznetsova I. O., Nikitin A.A., Pavlov V.Ye., Simkin A.Yu. &
Uzdin A. M. Elementy teorii treniya, raschet i tekhnologiya primeneniya friktsionno-podvizhnykh soyedineniy [Elements of Friction Theory, Calculation and
Technology for Application of Frictional Dynamic Connections]. St. Petersburg,
VITU, 2001. 75 p.
7. Kilimnik L.Sh. Stroitelnaya mekhanika i raschet sooruzhenoiy - Construction
Mechanics and Structure Calculation, 1975, no. 2, pp. 40-44.
8. Kuznetsova I. O., Van Khaybin, Uzdin A. M. & Shulman S.A. Seismoizolyatsiya
- sposob proyek- tirovaniya sooruzheniy s zadannymi parametrami predelnykh
280

281.

sostoyaniy i stsenariyev nakopleniya pov- rezhdeniy [Seismic Isolation as a Method
for Designing Structures with Set Parameters of Limit States and Damage
Accumulation Scenarios]. Izbrannyye stati professora O. A. Savinova i klyuchevyye
doklady, predstavlennyye na VI Savinovskiye chteniya [Selected Articles by
Professor O. A. Savinov and Key Reports Presented at the 6th Savinov Readings'].
St. Petersburg, 2010. Pp. 105-120.
9. Savelyev V. N., Uzdin A. M. & Khusid R. G. Bol- tovoye soyedineniye [Bolt
Connection]. Invention Certificate A. S. SSSR N 1168755, MKI F 16 B 5/02, 35/04,
1983.
10. Savelyev V. N., Uzdin A. M. & Khusid R. G. Bol- tovoye soyedineniye ploskikh
detaley vstyk [Butt-to- Butt Bolt Connection of Flat Parts]. Invention Certificate A.
S. SSSR N 1174616, MKI F 16 B 5/02, 35/04, 1983.
11. Savelyev V. N. & Simkin A.Yu. Seismostoykoye stroitelstvo - Seismic-Resistant
Construction, 1985, Is.10, pp. 20-24.
12. Savelyev V. N., Uzdin A. M., Khusid R. G. & Kisterskiy S. V. Sposob
soyedineniya listov v paket [Method for Connecting Plates into Piles]. Invention
Certificate A. S. SSSR N 1184981, MKI F 16 B 5/02, 35/04, 1983.
13. Uzdin A. M., Yelizarov S. V. & Belash T.A. Seis- mostoykiye konstruktsii
transportnykh zdaniy i sooru- zheniy : uchebnoye posobiye [Seismic-Resistant
Designs for Transport Buildings and Structures : Course Guide]. Moscow, UMTs
ZhDT, 2012. 500 p.
14. Hashem A. M. & Uzdin A. M. The use of the friction-movable braces for
designing the seismic proof structures with predetermined parameters of ultimate
conditions. Hth World Conf. Earthquake Eng. Paper 51.
15. Kostarev V. V., Pavlov L.Yu., Schukin A. M. & Berkovsky A. M. Providing the
earthquake stability and Increasing the reliability and resources of pipelines using
viscous dampers. Proc. Workshop "Bridges seismic isolation and large-scale
modeling", St. Petersburg, 29.06-03.07.2010. St. Petersburg, 2010. Pp. 59-70.
*КУЗНЕЦОВА Инна Олеговна - канд. техн. наук, доцент, [email protected]; ВАНИЧЕВА Светлана Сергеевна - начальник отдела
(Петербургский государственный университет путей сообщения
Императора Александра I); ФРЕЗЕ Максим Владимирович - канд. техн. наук;
ДОЛГАЯ Анжелика Александровна - канд. техн. наук, инженерпроектировщик (ОАО «Трансмост»); АЗАЕВ Тагир Магомедович - канд. техн.
наук; ЗАЙНУЛАБИДОВА Ханзада Рауповна - канд. техн. наук (Дагестанский
государственный технический университет).
354 Современные технологии - транспорту
281

282.

Современные технологии - транспорту 2016/3
Proceedings of Petersburg
Transport University ISSN 1815-588Х. Известия ПГУПС2016/3
СПОСОБ ЗАЩИТЫ ЗДАНИЯ И СООРУЖЕНИЯ ПРИ ВЗРЫВЕ С ИСПОЛЬЗОВАНИЕМ
СДВИГОУСТОЙЧИВЫХ И ЛЕГКОСБРАСЫВАЕМЫХ СОЕДИНЕНИЙ, ИСПОЛЬЗУЮЩИЕ СИСТЕМУ
ДЕМПФИРОВАНИЯ ФРИКЦИОННОСТИ И СЕЙСМОИЗОЛЯЦИЮ ДЛЯ ПОГЛОЩЕНИЯ ВЗРЫВНОЙ И
СЕЙСМИЧЕСКОЙ ЭНЕРГИИ 2010136746
РОССИЙСКАЯ ФЕДЕРАЦИЯ
(19)
ФЕДЕРАЛЬНАЯ СЛУЖБА
ПО ИНТЕЛЛЕКТУАЛЬНОЙ СОБСТВЕННОСТИ
RU
(11)
2010 136 746
(13)
A
(51) МПК
(12)
E04C 2/00 (2006.01)
ЗАЯВКА НА ИЗОБРЕТЕНИЕ
Состояние делопроизводства: Экспертиза завершена (последнее изменение статуса: 02.10.2013)
(21)(22) Заявка: 2010136746/03, 01.09.2010
(71) Заявитель(и):
Открытое акционерное общество "Теплант" (RU)
Приоритет(ы):
(22) Дата подачи заявки: 01.09.2010
(43) Дата публикации заявки: 20.01.2013 Бюл. № 2
Адрес для переписки:
443004, г.Самара, ул.Заводская, 5, ОАО
"Теплант"
(72) Автор(ы):
Подгорный Олег Александрович (RU),
Акифьев Александр Анатольевич (RU),
Тихонов Вячеслав Юрьевич (RU),
Родионов Владимир Викторович (RU),
Гусев Михаил Владимирович (RU),
Коваленко Александр Иванович (RU)
(54) СПОСОБ ЗАЩИТЫ ЗДАНИЯ И СООРУЖЕНИЯ ПРИ ВЗРЫВЕ С ИСПОЛЬЗОВАНИЕМ
СДВИГОУСТОЙЧИВЫХ И ЛЕГКОСБРАСЫВАЕМЫХ СОЕДИНЕНИЙ, ИСПОЛЬЗУЮЩИЕ СИСТЕМУ
ДЕМПФИРОВАНИЯ ФРИКЦИОННОСТИ И СЕЙСМОИЗОЛЯЦИЮ ДЛЯ ПОГЛОЩЕНИЯ ВЗРЫВНОЙ И
СЕЙСМИЧЕСКОЙ ЭНЕРГИИ
(57) Формула изобретения
1. Способ защиты здания от разрушений при взрыве или землетрясении,
включающий выполнение проема/проемов рассчитанной площади для
снижения до допустимой величины взрывного давления, возникающего во
взрывоопасных помещениях при аварийных внутренних взрывах,
отличающийся тем, что в объеме каждого проема организуют зону,
представленную в виде одной или нескольких полостей, ограниченных
эластичным
огнестойким
материалом
и
установленных
на
282

283.

легкосбрасываемых фрикционных соединениях при избыточном давлении
воздухом и землетрясении, при этом обеспечивают плотную посадку
полости/полостей во всем объеме проема, а в момент взрыва и
землетрясения под действием взрывного давления обеспечивают
изгибающий момент полости/полостей и осуществляют их выброс из
проема и соскальзывают с болтового соединения за счет ослабленной
подпиленной гайки.
2. Способ по п.1, отличающийся тем, что «сэндвич»-панели, щитовые
панели смонтированы на высокоподатливых с высокой степенью
подвижности фрикционных, скользящих соединениях с сухим трением с
включением в работу фрикционных гибких стальных затяжек диафрагм
жесткости, состоящих из стальных регулируемых натяжений затяжек
сухим трением и повышенной подвижности, позволяющие перемещаться
перекрытиям и «сэндвич»-панелям в горизонтали в районе перекрытия 115
мм, т.е. до 12 см, по максимальному отклонению от вертикали 65 мм, т.е.
до 7 см (подъем пятки на уровне фундамента), не подвергая разрушению и
обрушению
конструкции
при
аварийных
взрывах
и
сильных
землетрясениях.
3. Способ по п.2, отличающийся тем, что каждая «сэндвич»-панель
крепится на сдвигоустойчивых соединениях со свинцовой, медной или
зубчатой шайбой, которая распределяет одинаковое напряжение на все
четыре-восемь гаек и способствует одновременному поглощению
сейсмической и взрывной энергии, не позволяя разрушиться основным
несущим конструкциям здания, уменьшая вес здания и амплитуду
колебания здания.
4. Способ по п.3, отличающийся тем, что за счет новой конструкции
сдвигоустойчивого податливого соединения на шарнирных узлах и гибких
диафрагмах «сэндвич»-панели могут монтироваться как самонесущие без
стального каркаса для малоэтажных зданий и сооружений.
5. Способ по п.4, отличающийся тем, что система демпфирования и
фрикционности и поглощения сейсмической энергии может определить
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.
283

284.

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».
284

285.

Главный редактор информационного агентство «Крестьянского информационного
агентство» Данилик Павл Викторович, позывной "Ден" , 2 батальон 5, бригады
"Оплот" ДНР.(участник боя при обороне Логвиново, запирая Дебальцевский котел, д.р
6.02.1983), инж-стр. отдела Гос. Инст. «Грозгипро-нефтехим», гв. мл. серж.в/ч 21209
г.Грозный, специалист по СПОСОБу УПРАВЛЕНИЯ РЕЖИМОМ СМЕЩЕНИЙ ВО
ФРАГМЕНТАХ СЕЙСМОАКТИВНЫХ ТЕКТОНИЧЕСКИХ РАЗЛОМОВ № 2273035
направленным взрывом в разломах, в среде вычислительного комплекса SCAD
Offiсe,ANSIS [email protected]
285

286.

Редактор газеты «Земля РОССИИ» Быченок Владимир Сергеевич,
позывной «ВДВ», спецподразделение «ГРОМ», бригада "Оплот" г.
Дебальцево, ДНР, Донецкая область. 1992 г.р, участвовал в обороне
города Иловайск [email protected] (921) 962-67-78
. https://pamyat-naroda.su/awards/anniversaries/1522841656
https://ppt-online.org/939817
286

287.

287

English Русский Правила