Формула момента затяжки болтов
Для крепежа с контролируемым натяжением в стальных конструкциях расчётный момент считают по одной формуле: M = K · P · d (СП 70.13330.2012, п. 4.6.9; СП РК 5.03-107-2013, п. 4.4.5.4).
- K: коэффициент закручивания. Среднее для партии берут из сертификата завода или определяют на площадке приборами. По СП 70 он не больше 0,2 (п. 4.6.6).
- P: расчётное натяжение, заданное в рабочих чертежах КМ, в ньютонах.
- d: номинальный диаметр в метрах. Для М24 это 0,024.
P тянет стержень и сжимает пакет, M прикладывают ключом к гайке. Проект задаёт P, на объекте контролируют M.
Момент для металлоконструкций задаёт свод правил, а не ГОСТ на крепёж. ГОСТ здесь нужен для перевода единиц (ГОСТ 8.417-2002) и для шайб: шайба по ГОСТ 22355, твёрдость не меньше 35 HRC (СП 70, п. 4.6.11; СП РК, пп. 4.4.5.6, 4.4.5.8).
Момент затяжки болтов по классу прочности
Если чертежей нет, калькулятор берёт натяжение по СП 16.13330: Pb = Rbt · Abn (п. 14.3.6). Rbt зависит от класса прочности, Abn (площадь сечения по резьбе) от диаметра. Классы 8.8 и 10.9 на такое усилие натягивают в монтажных соединениях при знакопеременных нагрузках (п. 17.8). Если проект задаёт другое P, выберите «Из чертежей КМ» и впишите его.
Таблица момента и усилия затяжки болтов 8.8 и 10.9
Таблица посчитана калькулятором при K = 0,18 для сдвигоустойчивого соединения. При другом K пересчитайте пропорционально: при K = 0,2 M больше на 11 %.
| Болт | P, кН, 8.8 | M, Н·м, 8.8 | P, кН, 10.9 | M, Н·м, 10.9 | M, кгс·м, 10.9 |
|---|---|---|---|---|---|
| М16 | 70,8 | 204 | 114,3 | 329 | 33,6 |
| М20 | 110,5 | 398 | 178,4 | 642 | 65,5 |
| М24 | 159,2 | 688 | 257,0 | 1 110 | 113,2 |
| М30 | 253,0 | 1 366 | 408,4 | 2 205 | 224,9 |
| М36 | 368,0 | 2 385 | 594,0 | 3 849 | 392,5 |
| М42 | 505,1 | 3 819 | 815,4 | 6 164 | 628,6 |
| М48 | 663,9 | 5 736 | 1 071,6 | 9 259 | 944,1 |
Ключ со шкалой в кгс·м выставляют по последней колонке.
| Что | Норма | Откуда |
|---|---|---|
| Rbt болта класса 8.8 | 451 Н/мм² | СП 16.13330.2017 (изм. 3), табл. Г.5 |
| Rbt болта класса 10.9 | 728 Н/мм² | СП 16.13330.2017 (изм. 3), табл. Г.5 |
| Abn болта М16 (по резьбе) | 157 мм² | СП 16.13330.2017 (изм. 3), табл. Г.9 |
| Abn болта М18 (по резьбе) | 192 мм² | СП 16.13330.2017 (изм. 3), табл. Г.9 |
| Abn болта М20 (по резьбе) | 245 мм² | СП 16.13330.2017 (изм. 3), табл. Г.9 |
| Abn болта М22 (по резьбе) | 303 мм² | СП 16.13330.2017 (изм. 3), табл. Г.9 |
| Abn болта М24 (по резьбе) | 353 мм² | СП 16.13330.2017 (изм. 3), табл. Г.9 |
| Abn болта М27 (по резьбе) | 459 мм² | СП 16.13330.2017 (изм. 3), табл. Г.9 |
| Abn болта М30 (по резьбе) | 561 мм² | СП 16.13330.2017 (изм. 3), табл. Г.9 |
| Abn болта М36 (по резьбе) | 816 мм² | СП 16.13330.2017 (изм. 3), табл. Г.9 |
| Abn болта М42 (по резьбе) | 1 120 мм² | СП 16.13330.2017 (изм. 3), табл. Г.9 |
| Abn болта М48 (по резьбе) | 1 472 мм² | СП 16.13330.2017 (изм. 3), табл. Г.9 |
| Коэффициент закручивания Kз, не больше | 0,2 | СП 70.13330.2012, п. 4.6.6 |
| Превышение момента при контроле, сдвигоустойчивое соединение | 0,15 (15 %) | СП 70.13330.2012, п. 4.6.14 |
| То же, СП РК | 0,2 (20 %) | СП РК 5.03-107-2013, п. 4.4.5.9 |
| Превышение момента, фланцевое соединение | 0,1 (10 %) | СП 70.13330.2012, п. 4.6.17; СП РК 5.03-107-2013, п. 4.4.5.9 |
| Болтов в соединении, при которых проверяют все | 4 шт. и меньше | СП 70.13330.2012, п. 4.6.14; СП РК 5.03-107-2013, п. 4.4.5.9 |
| Доля проверяемых болтов, если их больше четырёх | 0,1 (10 %) | СП 70.13330.2012, п. 4.6.14; СП РК 5.03-107-2013, п. 4.4.5.9 |
| Проверяемых болтов в соединении, не меньше | 3 шт. | СП 70.13330.2012, п. 4.6.14; СП РК 5.03-107-2013, п. 4.4.5.9 |
| Во сколько раз больше болтов проверяют после брака | 2 раза | СП 70.13330.2012, п. 4.6.14; СП РК 5.03-107-2013, п. 4.4.5.13 |
| Тарировка динамометрического ключа, не реже | 1 раз в смену | СП 70.13330.2012, п. 4.6.8; СП РК 5.03-107-2013, п. 4.4.5.10 |
| Толщина щупа для проверки плотности пакета | 0,3 мм | СП 70.13330.2012, пп. 4.6.10, 4.6.14 |
| Доворот гайки болта М24 по углу | 180 ° | СП 70.13330.2012, п. 4.6.10; СП РК 5.03-107-2013, п. 4.4.5.5 |
| Допуск угла поворота гайки, ± | 30 ° | СП 70.13330.2012, пп. 4.6.10, 4.6.14; СП РК 5.03-107-2013, п. 4.4.5.9 |
| Толщина пакета для затяжки по углу, от | 40 мм | СП 70.13330.2012, п. 4.6.10 |
| Толщина пакета для затяжки по углу, до | 140 мм | СП 70.13330.2012, п. 4.6.10; СП РК 5.03-107-2013, п. 4.4.5.5 |
| Деталей в пакете при затяжке по углу, до | 7 шт. | СП 70.13330.2012, п. 4.6.10; СП РК 5.03-107-2013, п. 4.4.5.5 |
| Твёрдость высокопрочной шайбы, не меньше | 35 HRC | СП 70.13330.2012, п. 4.6.11; СП РК 5.03-107-2013, пп. 4.4.5.6, 4.4.5.8 (ГОСТ 22355) |
| Хранение смазанных болтов и гаек, не больше | 10 сут | СП 70.13330.2012, п. 4.6.6 |
| Разница диаметров отверстия и болта для одной шайбы, до | 4 мм | СП 70.13330.2012, п. 4.6.11; СП РК 5.03-107-2013, п. 4.4.5.6 |
Пример расчёта
Стык балки на высокопрочном крепеже М24 класса 10.9, в сертификате партии K = 0,18. Натяжение по СП 16: 728 × 353 = 256 984 Н, около 257 кН. M = 0,18 × 256 984 × 0,024 = 1 110 Н·м, или 113,2 кгс·м. При контроле по СП 70 ключ должен показать от 1 110 до 1 277 Н·м.
Контроль момента затяжки высокопрочных болтов
Фактический момент не меньше расчётного. Верхний предел по своду правил вашей страны и виду соединения:
- сдвигоустойчивое соединение: не больше чем на 15 % (СП 70.13330.2012, п. 4.6.14) или на 20 % (СП РК 5.03-107-2013, п. 4.4.5.9);
- фланцевое: не больше чем на 10 % (СП 70, п. 4.6.17; СП РК, п. 4.4.5.9), проверяют все болты.
В сдвигоустойчивом соединении до четырёх болтов проверяют все. При 5–9 болтах проверяют не меньше трёх, при 10 и больше 10 %, но не меньше трёх в каждом соединении (СП 70, п. 4.6.14; СП РК, п. 4.4.5.9). Нашли один болт не по норме, проверяют вдвое больше. Если и при повторной проверке попался болт с меньшим моментом, проверяют все болты соединения и дотягивают до требуемого (СП 70, п. 4.6.14; СП РК, п. 4.4.5.13).
Гайку, затянутую до расчётного момента или поворотом на угол, дополнительно ничем не закрепляют (СП 70, п. 4.6.12; СП РК, п. 4.4.5.11).
Динамометрический ключ тарируют не реже раза в смену, а также после ремонта ключа или замены прибора (СП 70, п. 4.6.8; СП РК, п. 4.4.5.10).
Как затянуть болт без динамометрического ключа
М24 можно тянуть по углу поворота гайки. Порядок в двух сводах разный.
- СП 70, п. 4.6.10: только М24 класса 10.9. Всё затягивают до отказа монтажным ключом, плотность пакета проверяют щупом 0,3 мм, гайки доворачивают на 180° ± 30°. В пакете до семи деталей, толщина 40–140 мм. При других диаметрах и толщинах угол устанавливают экспериментально.
- СП РК, п. 4.4.5.5: М24, пакет до 140 мм, до 7 деталей. Затягивают вручную до отказа монтажным ключом и доворачивают гайки на 180° ± 30°.
Частые ошибки при затяжке
- Сухая резьба. Без смазки резьбу не собирают, как и крепёж с ржавчиной или повреждённым покрытием (СП 70, п. 4.6.6). На сухой резьбе K растёт: при том же моменте натяжение выходит меньше.
- Коэффициент от другой партии. K из сертификата другой партии или «типовой» из интернета не подходит. Смазанный крепёж хранят не больше 10 суток, потом смазывают заново.
- Шайба только с одной стороны. Высокопрочная шайба нужна под головку и под гайку. Одну шайбу под вращаемым элементом допускают, только если отверстие больше стержня не более чем на 4 мм (п. 4.6.11).
Что калькулятор не считает
- М6, М8, М10, М12, М14 классов 8.8 и 10.9. В таблице площадей СП 16 (табл. Г.9) размеров меньше М16 нет. Усилие и момент для них берут из паспорта или каталога крепежа.
- Шаг резьбы, например М10 × 1,5. В формулу входит номинальный диаметр. Резьба, смазка и покрытие учтены в K партии (СП 70, п. 4.6.9).
- Класс 5.8. У него нет расчётного сопротивления растяжению (табл. Г.5).
- Анкерные болты в бетоне и резьба в алюминии. Формула СП 70 написана для стальных конструкций. Момент анкера берут из его паспорта.
Расчёт предварительный. Натяжение для несущего узла задаёт проектировщик в чертежах КМ, коэффициент берут из сертификата на партию. Проверку на объекте калькулятор не заменяет.
Если каркас монтирует компания, которая ведёт объект в программе RemontCRM, каждый рабочий день подтверждён фото, без них акт не уходит, а работу принимают по чек-листу. Заказчик видит этапы, фото и акты с телефона.