СИСТЕМЫ АВТОМАТИЗАЦИИ

РЕКОМЕНДАЦИИ ПО ПРОЕКТИРОВАНИЮ
СТАЛЬНЫХ КОНСТРУКЦИЙ
ДЛЯ ПРОКЛАДКИ ПРОВОДОК
И МОНТАЖ СРЕДСТВ АВТОМАТИЗАЦИИ

РМ 4-264-92

ГПКИ «Проектмонтажавтоматика»

1992

Руководящий материал

Дата введения 1.01.93 г.

Настоящий руководящий материал (РМ) содержит рекомендации по выбору типовых стальных конструкций для систем автоматизации (СА) и разработке конструкций индивидуального изготовления, а также методики расчета с учетом возможностей их применения при различных климатических воздействиях.

РМ предназначен для применения при проектировании, монтаже и эксплуатации систем автоматизации технологических процессов и инженерного оборудования зданий и сооружений в соответствии с областью распространения СНиП 3.05.07, РТМ 36.22.7.

1. Общие положения

1.1. Настоящее пособие содержит рекомендации по применению и проектированию стальных конструкций (в дальнейшем - конструкций), предназначенных для:

прокладки электрических и трубных проводок (в дальнейшем - для проводок) СА по элементам строительных конструкций;

установки приборов и средств автоматизации, рассредоточенных по автоматизируемому объекту (на полах, перекрытиях, площадках обслуживания, стенах, колонках и т.п.)

1.2. Конструкции для проводок подразделяют на опорные и несущие (см. РМ 4-239, ОТТ 4.210), к конструкциям для проводок относятся нижеперечисленные.

1.2.1. Изделия, выпускаемые заводами ассоциации «Монтажавтоматика»

для применения в качестве несущих конструкций:

лотки серии Л по ТУ 34-43-10683;

лотки с высокими бортами ЛМТ по ТУ 36.22.21.001;

лотки с высокими бортами с крышками ЛМТК по ТУ 36.22.21.00.017;

лотки перфорированные ЛП по ТУ 36.22.21.00.018;

мосты шарнирные МШ по ТУ 36-1108;

короба по ТУ 36-1109;

для применения в качестве опорных конструкций - полки и стойки по ТУ 36.1496;

1.2.2. Конструкции, изготавливаемые по чертежам ТК монтажно-заготовительными мастерскими (МЗМ) и на стройплощадке монтажными организациями

для применения в качестве несущих конструкций:

мосты по сборникам СТК 4-25 ч. 1, 8, 48, 53 ч. 1;

короба по сборнику 9;

для применения в качестве опорных конструкций:

кронштейны, подвески и подвесы по сборникам СТК 4-25 ч. 1, 57.

1.3. Для установки приборов применяют нижеперечисленные конструкции.

1.3.1. Изделие заводов ассоциации «Монтажавтоматика»:

кронштейн К-58 по ТУ 36-1228;

кронштейны универсальные КУ по ТУ 36-2588;

подставка ППК-1 по ТУ 36-1227;

перфоизделия по ТУ 36.22.21.00.021.

1.3.2. Конструкции, изготавливаемые по чертежам ТК в МЗМ и на стройплощадке монтажными организациями:

кронштейны и скобы настенные,

стойки напольные по сборникам 35, 49;

рамы по сборнику 49;

панели по сборнику 49;

рамы и стойки (из унифицированных перфоизделий по ТУ 36.22.21.00.021) по сборнику СТК 4-9;

кронштейны и стойки для исполнительных механизмов по сборнику СТК 4-8.

1.4. Выбор несущих конструкций для монтажа проводок определяется выбором способа прокладки проводок по РМ 4-6 ч. 1 с учетом максимально возможного использования площади поперечного сечения (емкости) этих конструкций по данным РМ 4-132 и раздела 6 данного РМ.

Оптимальный шаг опорных конструкций определяется, исходя из нагрузочной способности несущих конструкций и суммарной постоянной и временной нагрузок на конструкцию.

При этом необходимо руководствоваться указаниями РМ 4-238 и раздела 2 настоящего РМ.

Вид опорных конструкций в зависимости от вида несущих конструкций и особенностей строительных элементов зданий и сооружений, к которым крепятся проводки, выбирают по сборникам типовых чертежей СТМ 4-25-91 ч. 1 и 56.

1.5. Виды конструкций для одиночной и групповой установки приборов принимаются в зависимости от места и способа установки приборов на основе сборников типовых монтажных чертежей СТМ 4-5, 27, 34, СТМ 4-9 и других аналогичных чертежей. При их выборе, а также для определения способов крепления к строительным основаниям следует руководствоваться рекомендациями раздела 7 настоящего РМ.

1.6. При невозможности применения указанных выше конструкций в составе рабочей документации СА разрабатываются чертежи этих конструкций по указаниям РТМ 36.22.7. При их разработке должны учитываться все указания данного РМ.

1.7. Конструкции учитываются в спецификации оборудования (СО) рабочей документации СА в разделе «Оборудование, поставляемое Подрядчиком, а материалы для их изготовления - в ведомости потребности в материалах (ВМ)».

2. ОСНОВНЫЕ ТРЕБОВАНИЯ К ПРОЕКТИРОВАНИЮ СТАЛЬНЫХ КОНСТРУКЦИЙ

2.1. Применение стальных конструкций в рабочей документации систем автоматизации (СА) или проектирование новых видов конструкций для установки средств автоматизации следует выполнять в соответствии со СНиП 2.01.07 «Нагрузки и воздействия», СНиП II-23 Нормы проектирования, Стальные конструкции, настоящим пособием.

2.2. При проектировании следует учитывать нагрузки от устанавливаемых на конструкциях средств автоматизации, от собственного веса конструкций, нагрузки, возникающие при монтаже конструкций и средств автоматизации, эксплуатационные нагрузки и климатические воздействия в виде гололедной, снеговой нагрузки, либо температурных климатических воздействий вследствие различных коэффициентов линейного расширения стальных конструкций и строительных оснований.

2.3. При проектировании систем автоматизации следует максимально применять профили и конструкции заводского изготовления: серийно изготовляемые полки и стойки кабельные, лотки и короба, кронштейны, подставки и другие изделия для крепления и прокладки труб и кабелей, для установки приборов и средств автоматизации по каталогу изделий заводов НПО «Монтажавтоматика» и ассоциации «Монтажавтоматика».

3. МАТЕРИАЛЫ ДЛЯ СТАЛЬНЫХ КОНСТРУКЦИЙ

3.1. Конструкции для СА отнесены к группе 4 табл. 50 [1].

3.2. Рекомендации по применению марок сталей, предложенных в качестве основных в зависимости от расчетной температуры района строительства приведены в табл. 1.

Таблица 1

Примечание:

1. Сталь ВСт3кп толщиной менее 5 мм допускается применять во всех климатических районах, кроме I.

2. Климатические районы строительства устанавливаются в соответствии с ГОСТ 16350.

3.3. Для сварки стальных конструкций следует применять материалы, соответствующие материалу свариваемых элементов и обеспечивающие требуемые свойства сварных соединений и надлежащую технологию их выполнения.

Рекомендуемые материалы для ручной сварки и указания по их применению приведены в табл. 2.

Таблица 2

В случаях применения механизированных способов сварки следует руководствоваться указаниями табл. 55 [1] и табл. 1 [2].

3.4. Для болтовых соединений следует назначать болты и гайки, удовлетворяющие требованиям ГОСТ 1759.1. Болты следует назначать по табл. 3 и ГОСТ 15589, ГОСТ 15591, ГОСТ 7796, ГОСТ 7798.

Таблица 3

Примечание:

1. Во всех климатических районах, кроме I₁, I₂, II₂ и II₃ в нерасчетных соединениях допускается применять болты с подголовкой класса точности С и В по ГОСТ 15590 и ГОСТ 7795 без дополнительных видов испытаний.

2. При заказе болтов классов прочности 4.8 и 5.8 необходимо указывать, что применение автоматной стали не допускается.

3.5. Гайки следует применять по ГОСТ 5915 и по ГОСТ 15521 класса прочности 4. Гайки должны быть с крупным шагом резьбы.

3.6. Шайбы должны применяться:

плоские по ГОСТ 11371 из стали марки В Ст3кп2 по ГОСТ 380

пружинные по ГОСТ 6402 из стали марки 65Г по ГОСТ 1050.

3.7. Цинкование пружинных шайб и болтов должно производиться с обязательным обезводораживанием.

3.8. Фундаментные (анкерные) болты и U-образные болты для оттяжек следует проектировать в районах с расчетной температурой, °С:

t ³ -40 из стали В Ст3сп2 по ГОСТ 380;

-40 > t ³ -50 из стали марок 09Г2С-12;

10Г2С1-12,

по ГОСТ 19281;

-50 > t ³ -65 - из стали 09Г2С8, 10Г2С-8

Сталь марки 09Г2С-8 должна иметь ударную вязкость не менее 30 Дж/см² при температуре испытания минус 60 °С.

3.9. Гайки для фундаментных болтов, анкеров и U-образных болтов диаметром до 48 мм следует применять для болтов из стали марок:

В Ст3сп2 - класса прочности 4,

остальные - класса прочности не ниже 5.

3.10. Для оттяжек, вантовых подвесок рекомендуется применять стальные спиральные канаты по ГОСТ 3063, ГОСТ 3064.

Для жестких и агрессивных условий работы применяется оцинкованная проволока высшей марки.

3.11. Марки применяемой стали и группы прочности по ТУ 14-1-3023 классы прочности болтов, типы электродов для сварки, а также дополнительные требования к поставляемым стали, болтам, канатам следует указывать на чертежах, ведомостях материалов и спецификациях оборудования.

4. РАСЧЕТНЫЕ ХАРАКТЕРИСТИКИ МАТЕРИАЛОВ И СОЕДИНЕНИЙ. УЧЁТ УСЛОВИЙ РАБОТЫ И НАЗНАЧЕНИЯ КОНСТРУКЦИЙ

4.1. Расчетные сопротивления проката, сварных и болтовых соединений, расчетные сопротивления растяжению стальных канатов, фундаментных и анкерных болтов следует определять по разд. 3 [1].

4.2. При расчете стальных конструкций СА следует учитывать коэффициент надежности по назначению g_п = 1.

4.3. Коэффициент условий работы g_с по поз. 5 табл. 6 [1] должен учитываться при расчете стыковых сварных соединений оттяжек, тяг, подвесок, выполненных из прокатной стали.

5. НЕСУЩИЕ КОНСТРУКЦИИ ДЛЯ ПРОВОДОК

5.1. Порядок расчета конструкций.

Несущая способность конструкций обратно пропорциональна квадрату шага опор.

На диаграммах черт. 2 - 7 приведены допустимые нагрузки в зависимости от шага опор.

Расчет несущих конструкций сводится к определению расчетной вместимости конструкций для проводок заданного типа и назначенного способа прокладки проводок. Выбор размеров несущих конструкций производится по номограммам и таблицам РМ 4-132.

Назначение шага опор производится по диаграммам черт. 2 ¸ 7 с учетом постоянных и временных основных и дополнительных нагрузок.

Пунктом 1.9 СНиП II-23 предписывается назначать расчетные нагрузки в размере не менее 0,95 от нормативной, однако, при проектировании несущих конструкций следует учитывать возможность прокладки дополнительных проводок за время эксплуатации объекта.

Поэтому, как правило, шаг опорных конструкций следует назначать из расчета теоретически возможного полного использования полезного объема поддерживающей конструкции.

Расчетная распределенная нагрузка от проводок в объеме полного заполнения конструкций приведена в табл. 4.

Таблица 4

5.2. Суммарная расчетная распределенная нагрузка определяется по формулам:

Sq = q₁ + q₂ + 1,2q₅ - при одной временной монтажной нагрузке

Sq = q₁ + q₂ + к₃q₃ - при одной временной снеговой нагрузке

Sq = q₁ + q₂ + 1,3q₄ - при одной временной гололедной нагрузке

Sq = q₁ + q₂ + 0,9(к₃q₃ + 1,3q₄ + 1,2q₅) - при двух или более временных нагрузках

где: Sq - общая расчетная распределенная нагрузка,

q₁ - полезная нагрузка от веса проводок,

q₂ - собственный вес конструкций,

q₃ - снеговая нагрузка,

q₄ - гололедная нагрузка,

q₅ - распределенная нагрузка, эквивалентная сосредоточенной нагрузке (монтажной нагрузке)

где: р - сосредоточенная нагрузка,

l - величина пролета (шаг опор).

Формула получена из выражения:

к₃ = 4, если  к₃ = 1,6, если

5.3. Сочетания вариантов нагрузок устанавливаются из анализа вариантов возможного одновременного действия различных нагрузок на рассматриваемую конструкцию.

Например, не следует принимать для расчета одновременное действие сосредоточенной нагрузки от веса человека - 800 Н на середине пролета и расчетный вес снеговой нагрузки, т.к. до работ по прокладке или перекладке кабелей (проводок) конструкция должна быть очищена от снега, что следует делать, находясь в районе опоры.

Сочетание сосредоточенной нагрузки 800 Н и гололедной возможно, если около конструкций отсутствуют площадки и ходовые мостики, т.к. удалить в полном объеме гололедные отложения на проводках, находясь на опоре, невозможно.

5.4. Ветровые нагрузки на лотки можно не учитывать.

5.5. Температурные климатические воздействия. Для предохранения лотков (коробов) от разрушения вследствие климатических температурных воздействий, необходимо обеспечить возможность их перемещения по опорным конструкциям путем применения соответствующих монтажных чертежей по сборнику СТМ 4-25 ч. 1, ч. 2.

Компенсацию температурных удлинений лотков необходимо предусматривать при изменении температуры лотка более 32 °С.

В проекте должны быть указаны места жесткого закрепления конструкций и места температурных компенсационных разрывов, которые, как правило, должны совмещаться с температурными швами зданий, сооружений. Устройство температурных компенсационных разрывов на лотках, коробах приведено в сборнике СТМ 4-25.

Величина температурного компенсационного разрыва может быть определена по черт. 1

Dl = 0,000012×Dtl,

где Dl - удлинение трассы лотков, коробов, мм.

l - длина участка трассы, м.

Dt - величина изменения температуры лотка, °С.

5.6. Силовые характеристики серийно выпускаемых поддерживающих конструкций.

5.6.1. Лотки перфорированные ЛП по ТУ 36.22.21.00.018

5.6.1.1. Допустимые нагрузки для лотков ЛП приведены в табл. 5

Таблица 5

Черт. 1

5.6.1.2. Расчет снеговых и гололедных нагрузок при применении лотков в местах, где возможно оледенение или накопление снега. Расчетные дополнительные нагрузки определяют по нормам разделов 5, 7 [2] с учетом конкретных условий размещения конструкции. Распределенная снеговая нагрузка

q₃ = S_om,

где: m - коэффициент перехода веса снегового покрытия на уровне земли к расчетному весу снегового покрытия на конструкции.

Коэффициент m находят в соответствии с п.п. 5.3 ¸ 5.6 [2]. Для большинства случаев можно принять m = 1.

В табл. 6, , приведены нормы снеговых нагрузок на уровне земли для лотков и коробов.

Таблица 6

5.6.1.3. Допустимые нагрузки на лотки ЛП в зависимости от шага опор приведены на диаграмме черт. 2, 3.

Черт. 2

Черт. 3

5.6.2. Лотки Л200, Л400 по ТУ 34-43-10683

5.6.2.1. Допустимые нагрузки для лотков Л200, Л400 приведены в табл. 7.

Таблица 7

5.6.2.2. Нормы снеговых нагрузок для лотков Л200, Л400 приведены в табл. 8.

Таблица 8

5.6.2.3. Допустимые нагрузки на лотки Л в зависимости от шага опор приведены на диаграмме черт. 4.

Сплошными линиями показаны общие допустимые распределенные нагрузки, пунктирными линиями обозначены допустимые распределенные нагрузки от проводок при воздействии одной временной сосредоточенной нагрузки 800 Н.

Черт. 4

5.6.3. Лотки ЛМТ, ЛМТК по ТУ 36.22.21.001, ТУ 36.22.21.00.017

5.6.3.1. Допустимые нагрузки для лотков приведены в табл. 9.

Таблица 9

5.6.3.2. Снеговая нагрузка на лотки ЛМТ, ЛМТК идентична нагрузке лотков Л соответствующей ширины по табл. 8.

5.6.3.3. Допустимые нагрузки на лотки ЛМТ, ЛМТК в зависимости от шага опор приведены на диаграмме черт. 5.

Сплошной линией показаны общие допустимые нагрузки, пунктирной линией обозначена допустимая распределенная полезная нагрузка от проводок прокладываемых внутри помещений при воздействии одной временной сосредоточенной нагрузки 800 Н и отсутствии снеговой и гололедной нагрузки.

5.6.4. Короба стальные по ТУ

5.6.4.1. Допустимые нагрузки для коробов приведены в табл. 10.

Черт. 5

Таблица 10

5.6.4.2. Короба по ТУ 36-1109-77 не имеют уплотненного исполнения, поэтому согласно требований ПУЭ не могут устанавливаться для наружных установок, однако, для проводок, не подпадающих под требования ПУЭ, короба стальные используют в наружных установках с соответствующим нанесением дополнительных лакокрасочных покрытий.

5.6.4.3. Расчетные дополнительные снеговые нагрузки без учета дополнительных коэффициентов, учитывающих особенности размещения трассы коробов при наружной прокладке, указаны в табл. 11.

Таблица 11

5.6.4.4. Допустимые нагрузки на короба в зависимости от шага опор приведены на диаграмме черт. 6, 7.

На черт. 6 показаны полные допустимые нагрузки в зависимости от шага опор, на черт. 7 приведены допустимые нагрузки, уменьшенные на нагрузку от собственного веса конструкции [Sq] = q₁ + (к₃×q₃ + 1,3q₄)к.

5.7. Примеры определения расчетного шага опор.

5.7.1. Для прокладки контрольных кабелей многослойно внутри помещений применены лотки ЛП 100´25.

По табл. 4 определяем расчетную распределенную нагрузку q₁ = 18 Н/м.

По линии (3) диаграммы черт. 3 определяем шаг опор - 2,75 м.

5.7.2. Для прокладки проводов ПВ пучками внутри помещений применен лоток ЛП100´25.

По табл. 4 определяем расчетную нагрузку 180 Н/м.

По диаграмме черт. 3 назначаем шаг опор 1,1 м.

5.7.3. Лоток Л400 применен внутри помещений для прокладки контрольных кабелей. Возможно воздействие сосредоточенной нагрузки 800 н. По табл. 4 находим расчетную распределенную нагрузку = 70 Н/м.

По черт. 4 определяем шаг опор - 2,5 м.

5.7.4. Лоток Л400 применен на наружных установках открыто между цехами в III снеговом районе для прокладки контрольных кабелей пучками. Гололедные явления в районе застройки не возникают.

По табл. 4 находим: q₁ = 520 Н/м;

по табл. 8 определяем S_o = 400 Н/м;

m = 1, q₃ = 400 Н/м

Черт. 6

Черт. 7

Проверяем отношение

к₃ = 1,4;

Sq = q₁ + q₂ + 1,4q₃ = 520 + 30 + 1,4×400 = 1110 Н/м.

По линии (1) номограммы (черт. 4) находим шаг опор 2,2 м.

Проверяем величину шага опор для случая отсутствия снеговой нагрузки с учетом воздействия q₅

Sq = q₁ + q₂ = 550 Н/м

Находим шаг опор по линии (3) черт. 4 l = 2,05 м.

Назначаем шаг опор 2 м по конструктивным соображениям.

5.7.5. Для прокладки контрольных кабелей многослойно применен лоток ЛП200´25 в IV снеговом районе; прокладка открыто между цехами. Гололедные явления отсутствуют.

Скорость ветра для района строительства за 3 наиболее холодных месяца 5 м/сек.

Расчетная нагрузка q₁ = 36 Н/м (табл. 4)

Снеговая нагрузка S_o = 300 Н/м (табл. 6)

Нагрузка от веса констр. q₂ = 24 Н/м (табл. 5)

В соответствии с п. 5.5 [3] находим m, m = 1×к,

где к = 1,2 - 0,1v; к = 1,2 - 0,5 = 0,7; m = 0,7

Определяем снеговую нагрузку q₃

q₃ = 300×0,7 = 210 Н/м

Проверяем соотношение:

В соответствии с п. 5.7 к₃ = 1,6

Определяем суммарную нагрузку:

Sq = q₁ + q₂ + к₃×q₃ = 36 + 24 + 1,6×210 = 395 Н/м.

По черт. 2 определяем шаг опор 1,1 м.

В связи с малым расчетным шагом опор целесообразно рассмотреть вариант применения лотков Л200, вместо лотков ЛП200´25, которые имеют повышенную несущую способность, что позволит снизить шаг опор до 2-х м.

5.8. Рекомендации по применению поддерживающих конструкций.

Из-за малой несущей способности лотки перфорированные ЛП целесообразно применять для прокладки проводок однослойно и многослойно внутри помещений и вне помещений при условии защиты их от снеговых и гололедных нагрузок.

Пневматические трубные кабели и пластмассовые трубы могут быть проложены пучками.

При необходимости обслуживания проводок, смонтированных на лотках, должны быть предусмотрены ходовые мостики или площадки.

Лотки Л200, Л400 могут быть использованы для всех видов прокладки проводок: однослойно, многослойно или пучками.

Вместе с тем из-за повышенной трудоемкости монтажа и ремонта проводок, прокладка пучками должна быть обоснована.

Лотки ЛМТ и ЛМТК обладают повышенной несущей способностью и малой удельной металлоемкостью, поэтому они предпочтительны.

Лотки ЛМТК обеспечивают защиту проводок от ультрафиолетового излучения и от механических воздействий.

Для защиты проводок от механических воздействий при прокладке лотков над проездами, проходами, целесообразно предусматривать установку крышек дополнительно со стороны дна.

Короба стальные из-за их высокой металлоемкости целесообразно применять только для прокладки проводок, требующих защиты от электромагнитных воздействий.

6. ОПОРНЫЕ КОНСТРУКЦИИ

В качестве опорных конструкций для установки несущих конструкций предпочтительно применение изделий, серийно изготовляемых заводами стройиндустрии (заводы ассоциации «Монтажавтоматика», концерна «Электромонтаж», треста Гидроэлектромонтаж и др.). Однако, в большинстве случаев несущая способность таких конструкций недостаточна для монтажа несущих конструкций с оптимальным шагом опор.

Для обеспечения возможности применения серийных конструкций уменьшают шаг опор, что ведет к росту металлоемкости, трудоемкости и стоимости строительства.

Для сокращения металлоемкости и стоимости строительства следует применять конструкции по типовым чертежам, приведенным в сборниках СТК 4-25, СТМ 4-25.

6.1. Расчетные нагрузки на опору для установки несущих конструкций без учета снеговых и гололедных нагрузок приведены в табл. 12.

Нагрузки на опору от распределенных нагрузок рассчитаны по формуле:

Q = (q₁ + q₂)×l

Таблица 12

СВОДНЫЕ ПОКАЗАТЕЛИ НАГРУЖЕНИЯ НЕСУЩИХ И ОПОРНЫХ КОНСТРУКЦИЙ

Для полок, проложенных в местах, где возможно появление дополнительной сосредоточенной нагрузки от веса монтажника Р = 800 Н, либо других монтажных нагрузок, полка должна быть рассчитана на дополнительную нагрузку 1,2Р.

Схема приложения нагрузок показана на черт. 8.

Черт. 8

6.2. Расчетный максимальный изгибающий момент находят по формуле:

М = Ql_а + 1,2p×l_p

6.3. В табл. 12 определены нагрузки для условий прокладки проводок, исключающих образование гололеда или снежного покрова.

В случае, когда дополнительные нагрузки приведут к снижению шага опор по допустимым нагрузкам на лотки или короба, расчетная нагрузка на каждую опору будет резко возрастать. В зависимости от объема применения конструкций в таких условиях следует использовать опорные конструкции, рассчитанные для применения внутри помещений, с уменьшением шага опор - при малом объеме применения, либо назначать усиленные конструкции по расчету - при большом объеме применения конструкций с дополнительными нагрузками.

6.4. В табл. 12 выделены опорные нагрузки, воспринимаемые полками по ТУ 36-1496 при наличии дополнительной монтажной нагрузки 800 Н.

В местах, где появление монтажной нагрузки 800 Н невозможно, полки по ТУ 36-1496 можно применять для нагрузок, указанных в разделе 4 табл. 12 в пределах максимальной нагрузки на полку, приведенной в табл. 13.

Таблица 13

Допустимые нагрузки на полки по ТУ 36-1496-83

В табл. 14 приведены конструкции, рекомендуемые к применению для различных типов лотков и коробов.

Типовые монтажные чертежи и чертежи типовых конструкций для монтажа трубных и кабельных проводок приведены в сборниках:

СТМ 4-25-91       Способы установки несущих и опорных конструкций

СТК 4-25-91        электрических и трубных проводок

Таблица 14

Таблица 15

МЕТАЛЛОКОНСТРУКЦИИ ДЛЯ ПРОВОДОК СИСТЕМ АВТОМАТИЗАЦИИ

6.5. Металлоконструкции для проводок систем автоматизации, рекомендуемые к применению для различных условий, указаны в табл. 15.

В ранее разработанных сборниках типовых конструкций и типовых монтажных чертежей не приводились допустимые постоянные и временные нагрузки на конструкции, поэтому их применение для различных конкретных условий должно сопровождаться расчетами или проверками по настоящему руководящему материалу.

В последующих разработках и переработках сборников СТМ, СТК будут приводиться расчетные допустимые нагрузки опорных конструкций и условия их применения, а также рекомендуемые шаги опор для несущих конструкций для основных видов проводок, вместе с тем из-за многообразия условий применения конструкций, во избежание ошибок в каждом конкретном случае необходимо оценивать возможности и особенности применения чертежа ТМ и ТК по настоящему руководящему материалу.

6.6. Особые требования к металлическим конструкциям для пожаро- и взрывоопасных зон.

6.6.1. Требования изложены в Руководящем материале «Инструкция по монтажу электропроводок систем автоматизации во взрыво- и пожароопасных помещениях и на наружных установках». РМ 4-118-72 и в разделе 5 ОТТ 210.84.

6.6.2. Опорные и несущие металлоконструкции, применяемые во взрыво- и пожароопасных установках, должны иметь стойкие негорючие антикоррозионные покрытия, к которым следует относить металлические покрытия (оцинкованные) либо лакокрасочные, указанные в приложении 4.

6.6.3. Типы металлоконструкции для электропроводок и указания по их применению в различных зонах приведены в табл. 24, 25 приложение 2.

6.6.4. В зонах классов В-I и В-Iа для открытой прокладки кабелей применяются кабельные стойки с полками.

6.6.5. В зонах классов В-II и В-IIа для открытой прокладки кабелей следует применять швеллеры перфорированные с подвесками.

6.6.6. Во взрывоопасных зонах всех классов на тросах допускается прокладка только одиночных кабелей.

6.6.7. В пожароопасных зонах всех классов (за исключением наружных установок) тросовые проводки применяются только для линий напряжением до 400 в.

6.6.6. В качестве несущего троса допускается применять стальную проволоку диаметром не менее 6 мм или трос-канат диаметром не менее 5 мм, которые должны быть защищены стойким антикоррозионным покрытием.

6.7. Общие технические требования по монтажу

Требования и рекомендации по монтажу металлоконструкций и проводок изложены в общих технических требованиях:

ОТТ 4.210-84 - «Монтаж металлоконструкций для электрических проводок»,

ОТТ 2.250-87 - «Герметизация проводок»,

ОТТ 18.21000-84 - «Монтаж трубных проводок»,

ОТТ 4.220-90 - «Монтаж защитных труб».

6.8. Номенклатура и условия применения конструкций для прокладки трасс трубных и электрических проводок приведена в приложении 3.

В связи с тем, что конструкции для прокладки трубных и электрических проводок поступают монтажным организациям, в основном, с покрытием в виде одного слоя грунта, необходимое дополнительное количество лакокрасочных материалов для доведения конструкций до проектных условий эксплуатации следует указать в спецификации материалов в соответствии с нормой, приведенной в приложении 3. Ассортимент лакокрасочных материалов, совместимых с грунтами, нанесенными на конструкциях на заводах-изготовителях, указан в приложении 5.

7. КОНСТРУКЦИИ ДЛЯ УСТАНОВКИ ПРИБОРОВ

7.1. Конструкции, устанавливаемые на стене.

7.1.1. Приборы и средства автоматизации, устанавливаемые на стене должны, как правило, монтироваться на конструкциях, закрепленных к строительным основаниям.

7.1.2. В качестве конструкций для приборов, устанавливаемых на 1 - 2 болтах, следует использовать отрезок z-образного профиля или перфорированного швеллера ШП60´35 по ТУ 36.22.21.00.21.

Силовые характеристики профилей приведены в приложении 1.

Профиль zn 45´25 может быть закреплен к строительным основаниям дюбель-винтами и дюбель-гвоздями, профиль zn 25´25, швеллер ШП60´35 допускается крепить только дюбель-винтами.

Расчетные условия применения профилей zn и ШП указаны в табл. 16.

Таблица 16

Конструкции из одиночных профилей

7.1.3. Аппараты с межосевыми размерами крепежных отверстий до 90´90 мм могут быть установлены на кронштейне КУ90´90 по ТУ 36.22.21.00.021. Крепление аппарата производится с применением специальных шайб наружным диаметром 18 мм. Увеличенные размеры отверстий для болтов крепления аппарата (16´16 мм) позволяют устанавливать аппараты с различными межосевыми размерами без доработки узлов крепления.

Аппараты с межосевыми размерами крепежных отверстий до 120´216 мм следует устанавливать на кронштейнах КУ1-3 по ТУ 36.22.13.18.013.

Установку аппаратов с межосевыми расстояниями более 120´216 мм следует выполнять на рамах по СТК 4-9, СТМ 4-9 и др. или на 2-х z-образных профилях.

7.1.4. Допустимые нагрузки на кронштейны по п. 7.1.3 приведены в табл. 17.

Таблица 17

Кронштейны, рамы для установки приборов на стене

7.2. Типовые монтажные чертежи установки приборов на конструкциях и установки конструкций на строительных основаниях приведены в сборниках:

СТМ 4-6-91          Приборы для измерения состава и качества вещества.

Установка на полу, стене и технологическом оборудовании

Часть 1. Газоанализаторы

Часть 2. Анализаторы жидкости

Часть 3. Солемеры

СТК 4-6-91           Приборы для измерения состава и качества вещества.

Установка на полу, стене и технологическом оборудовании

СТМ 4-8-90          Установка исполнительных механизмов

СТК 4-8-90           Узлы и детали для установки и сочленение исполнительных механизмов

СТМ 4-9-91          Унифицированные типовые металлические конструкции для установки средств автоматизации и связи на элементах промышленных зданий и сооружений

СТК 4-9-91                                       -²-

Сборники 27, 34 Групповая и одиночная установки манометров и дифманометров

СТМ 8-30-87        Аппаратура и средства электрочасофикации и сигнализации

СТК 8-30-87         Установка на промышленных предприятиях

СТМ 8-31-88        Установка приборов промышленной связи на металлоконструкции,

СТК 8-31-88         на стене, на колонне

7.3. Конструкции для установки исполнительных механизмов

Установка исполнительных механизмов на строительных основаниях на перекрытиях может вызывать наибольшие трудности вследствие достаточно высоких нагрузок на фундаментные (анкерные) болты.

Решение по установке исполнительных механизмов следует согласовать со строительной или технологической (по принадлежности) проектной организацией.

Расчетная схема нагружения конструкции изображена на черт. 9.

1 - исполнительный механизм; 2 - опорная конструкция.

Черт. 9

Расчетная осевая (извлекающая) нагрузка на фундаментный болт Р_р определяется выражением (при 4-х фундаментных болтах):

где: М - максимальный момент на валу Н×м.

4 - коэффициент, учитывающий возможность увеличения усилия N в положении рычага, изображенном на черт. 9.

В табл. 18 приведены расчетные усилия Р_р для различных исполнительных механизмов, установленных на конструкциях по СТМ 4-8, СТК 4-8.

Таблица 18

8. КРЕПЕЖНЫЕ МАТЕРИАЛЫ И ИЗДЕЛИЯ

8.1. Крепление конструкций к строительным основаниям чаще всего выполняется с помощью сварки, либо с применением дюбелей.

8.2. Выполнение креплений на дюбелях, забиваемых пороховыми монтажными пистолетами, производится при установке деталей из стали на строительных основаниях из бетона, железобетона, низкоуглеродистой стали и на кирпичной кладке.

Пристрелка конструкций дюбелями является высокопроизводительной технологической операцией, однако, из-за низкой надежности крепления, увеличенных размеров пластин для крепления конструкций к строительным основаниям область применения этой технологии целесообразно ограничить креплением конструкций к металлическим основаниям и легким бетонам.

8.3. Рекомендации по проектированию креплений, выполняемых пристрелкой, изложены в материале [4].

8.4. При проектировании креплений к строительным конструкциям из тяжелого бетона следует иметь ввиду, что из-за ненадежного закрепления дюбелей необходимо крепить деталь не менее, чем двумя дюбелями. Несущая способность не может прогнозироваться.

Конструкция пристреливаемой детали должна позволять при необходимости произвести дополнительные пристрелки вместо незакрепившихся дюбелей.

Расстояние между точками пристрелки стальной пластины толщиной 1,5 - 2,5 мм должно быть не менее 200 мм, а толщиной 3 - 4 мм - не менее 400 мм, при этом жесткость пристреливаемой конструкции должна обеспечивать равномерное распределение нагрузки между всеми забитыми дюбелями.

Добиться соблюдения этого требования в реальных конструкциях чрезвычайно сложно.

Действие динамических и вибрационных нагрузок на крепление со стороны закрепляемого оборудования не допускается.

8.5. При проектировании креплений к строительным конструкциям из легкого бетона предельно допускаемые статические нагрузки в осевом (извлекающем) и срезающем направлениях принимаются с доверительной вероятностью 0,975 - 100 кГс (1 кН) на каждый забитый дюбель.

Расстояние между соседними дюбелями, крепящими одну стальную деталь, должно быть не менее указанного в п. 8.4.

8.6. При проектировании креплений пристрелкой к стальным строительным конструкциям дюбельные крепления могут использоваться в качестве расчетных.

Предельно допускаемые статические нагрузки в осевом (извлекающем) и срезающем направлениях, а также амплитудные значения вибрационных и динамических нагрузок могут приниматься с доверительной вероятностью 0,975 при толщине основания:

5 - 7 мм - 1000 Н;

7 - 9 мм - 1500 Н;

9 - 11 мм - 1750 Н.

Расстояние от места забивки дюбеля до ближайшего края стальной конструкции должно быть не менее 25 мм. Расстояние между точками забивок соседних дюбелей должно быть не менее 20 мм.

8.7. Рекомендуемые дюбель-гвозди и патроны для пистолета ПЦ84 приведены в табл. 19. Рекомендуемые дюбель-винты и патроны для пистолета ПЦ84 приведены в табл. 20. Рекомендуемые патроны для пистолета ПЦ84С приведены в табл. 21.

Таблица 19

Таблица 20

Таблица 21

8.8. Крепления распорными дюбелями

Для крепления конструкций к строительным основаниям из тяжелого бетона или кирпичной кладки рекомендуется применять распорные дюбели.

8.8.1. Для климатического исполнения У3, Т3 по ГОСТ 15150-69 целесообразно применять дюбели полиамидные для строительства по ГОСТ 26998 и ТУ 36-941, для климатического исполнения У1 - дюбели-втулки по ГОСТ 27320.

8.8.2. В табл. 23 приведены допустимые нагрузки на крепежные детали (шурупы, болты) приняты для условий неконтролируемой затяжки и без учета осевой силы от затяжки болтов, шурупов. Допустимые нагрузки приведены для крепежных деталей класса прочности 4.6.

Отношение допускаемого напряжения к пределу текучести принято в соответствии с табл. 22.

Таблица 22

Таблица 23

8.9. Максимальные усилия, воздействующие на дюбель, могут быть рассчитаны по выражению черт. 10

а - крепление конструкции с одним дюбелем в верхнем узле; б - то же с двумя дюбелями

Черт. 10

где:

n - количество верхних узлов крепления (два дюбеля с установочными размерами в и в₁ считаются одним узлом крепления);

[Р] - допустимая нагрузка на дюбель по п. 8.5, 8.6 и табл. 22.

После выбора типа дюбеля следует произвести проверку на воздействие комплексной нагрузки от продольной (извлекающей) и поперечной сил в соответствии с выражением

Этим расчетом проверяется допустимая нагрузка на верхний дюбель в наихудших условиях работы узла, когда поперечная сила Q воспринимается только верхним дюбелем и не воспринимается остальными.

Для конструкций с одним верхним узлом крепления величина (в) может быть определена по выражению:

Приложение 1

СИЛОВЫЕ ХАРАКТЕРИСТИКИ ПЕРФОРИРОВАННЫХ ПРОФИЛЕЙ ПО ТУ 36.22.21.00.21

1. Профиль z-образный

W_х = 1100 мм³

W_у = 432,8 мм³

W_к = 53,5 мм³

[М_х] = 165 Нм

[М_y] = 65,0 Нм

[М_к] = 5,09 Нм

[М_изг]_м = 1,8 Нм

[М_изг]_м - допустимый момент местного изгиба полки в узле крепления с применением шайб Æ 18 мм.

Допустимые моменты изгиба определены по пределу текучести материала; [М_изг]_м рассчитан с учетом п. 5.13 [1]

2. Профиль zn 15´25

W_х = 1249 мм³

W_у = 1108,6 мм³

W_к = 70,2 мм³

[М_х] = 187 Нм

[М_y] = 166 Нм

[М_к] = 6,67 Нм

[М_изг]_м = 1,8 Нм

[М_изг]_м - местный момент изгиба полки в узле крепления с применением шайб Æ 18 мм

Напряжение определено в соответствии с п. 5.13 [1]

3. Профиль ШП60

W_х = 4871 мм³

W_у = 1305,6 мм³

W_к = 255 мм³

[М_х] = 1122 Нм

[М_y] = 301 Нм

[М_к] = 58,5 Нм

[М_изг]_м = 7,3 Нм

4. Профиль ШП45

W_х = 2398 мм³

W_у = 618,8 мм³

W_к = 143,8 мм³

[М_х] = 552 Нм

[М_y] = 142,6 Нм

[М_к] = 32,9 Нм

5. Профиль ШП 32´16

W_х = 676,2 мм³

W_у = 242,8 мм³

W_к = 67 мм³

[М_х] = 155,8 Нм

[М_y] = 56 Нм

[М_к] = 15,4 Нм

6. Профиль ШП 30´10

W_х = 567,8 мм³

W_у = 74,2 мм³

[М_х] = 131 Нм

[М_y] = 17 Нм

7. Угольник перфорированный УП 35´35

W_х = 760,8 мм³

W_у = 572 мм³

[М_х] = 175,0 нм

[М_y] = 131,6 нм

8. Угольник перфорированный УП 35´25

W_х = 308,4 мм³

W_у = 251,9 мм³

[М_х] = 70,9 нм

[М_y] = 57,9 нм

Приложение 2

Таблица 24

ТИПЫ МЕТАЛЛОКОНСТРУКЦИЙ ДЛЯ ЭЛЕКТРОПРОВОДОК ВО ВЗРЫВООПАСНЫХ ЗОНАХ И ИХ ПРИМЕНЕНИЕ

^* при условии прокладки лотка основанием в вертикальной плоскости

^** для прокладки по наружным открытым технологическим эстакадам с трубопроводами для горячих газов и легковоспламеняющихся жидкостей измерительных цепей не выше 12 В.

Р - рекомендуется

Д - допускается

Примечание: Металлоконструкции для открытых трасс электропроводок должны располагаться на высоте не менее 2 м от уровня поля или площадки обслуживания.

Таблица 25

ТИПЫ МЕТАЛЛОКОНСТРУКЦИЙ ДЛЯ ЭЛЕКТРОПРОВОДОК В ПОЖАРООПАСНЫХ ЗОНАХ И ИХ ПРИМЕНЕНИЕ

где Р - рекомендуется

Д - допускается

Приложение 3

Таблица 26

НОМЕНКЛАТУРА И УСЛОВИЯ ПРИМЕНЕНИЯ КОНСТРУКЦИЙ ДЛЯ ПРОКЛАДКИ ТРАСС ТРУБНЫХ И ЭЛЕКТРИЧЕСКИХ ПРОВОДОК

Примечание: «+» - рекомендуется без особых условий

Приложение 4

ПЕРЕЧЕНЬ НЕГОРЮЧИХ ЛАКОКРАСОЧНЫХ МАТЕРИАЛОВ

1. Краска ГФ-53, ПФ53

ТУ 6-10-1225-75 (для наружных и внутренних установок)

2. Краска ПФ218, ПФ218Г ГОСТ 21227 для внутренних установок (в исполнении УХЛ4 в соответствии с ГОСТ 9.074.)

Приложение 5

АССОРТИМЕНТ ЛАКОКРАСОЧНЫХ МАТЕРИАЛОВ, СОВМЕСТИМЫХ С ГРУНТАМИ ГФ0119, ГФ021 ДЛЯ ОКРАСКИ ЧЕРНЫХ МЕТАЛЛОВ

Таблица 27

ГРУППЫ УСЛОВИЙ ЭКСПЛУАТАЦИИ ПОКРЫТИЙ ПО ВОЗДЕЙСТВИЮ КЛИМАТИЧЕСКИХ ФАКТОРОВ ДЛЯ ПРОМЫШЛЕННОЙ АТМОСФЕРЫ ПО ГОСТУ 9.009-73

Таблица 28

ОБОЗНАЧЕНИЯ УСЛОВИЙ ЭКСПЛУАТАЦИИ ДЛЯ ХИМИЧЕСКИ СТОЙКИХ ПОКРЫТИЙ

Таблица 29

Приложение 6

НАИМЕНОВАНИЕ ЗАВОДОВ-ИЗГОТОВИТЕЛЕЙ И ИХ АДРЕСА

Таблица 30

СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ

1. СНиП II-23-61 Стальные конструкции

Госстрой СССР - М.: Стройиздат, 1982.

2. Пособие по расчету и конструированию сварных соединений стальных конструкций (к СНиП II-2-23-81)

ЦНИИСК им. Кучеренко, - М.: Стройиздат, 1976.

3. СНиП 2.01.07-85 Нагрузки и воздействия

Госстрой СССР, - М.: ЦИТП Госстроя СССР, 1986.

4. Рекомендации по проектированию и производству дюбельных креплений пристрелкой. ЛЭ13922. ВНИИПроектэлектромонтаж. Ленинградское проектно-экспериментальное отделение.

5. Общемашиностроительные типовые и руководящие материалы. Окраска металлических поверхностей. ОМТРМ 7312-010-78. Изд. 6-е, М., Химия, 1978.

6. А.И. Рейбман. Защитные лакокрасочные покрытия. 5-е изд., Л.: Химия, 1982.

7. СНиП 3.04.03 Защитные антикоррозионные покрытия

Госстрой СССР.

ИНФОРМАЦИОННЫЕ ДАННЫЕ

1. РАЗРАБОТАН Государственным проектным и конструкторским институтом «Проектмонтажавтоматика»

2. ИСПОЛНИТЕЛИ: Н.А. РЫЖОВ, А.М. ГУРОВ, М.А. ЧУДИНОВ

3. Ссылочные нормативно-технические документы

Таблица 31

СОДЕРЖАНИЕ