Болтовые соединения. Общая хар-ка и область применения. Основы расчета болтовых соединений. Для соединения металлических конструкций помимо сварки применяют болты и заклепки. Однако болтовые соединения более металлоемки, чем сварные, так как имеют стыковые накладки и ослабляют сечения элементов отверстиями для болтов. В строительных констр-ях применяют: - обычные (срезные) болты грубой (С), нормальной (В), повышенной (А) точности; (относительно невысокая прочность, работают на срез). - высокопрочные болты класса точности В; Подвержены термической обработке. Высокопрочный болт, работая на осевое растяжение, обеспечивает передачу сил сдвига трением между соединяемыми элементами (фрикционное соединение). Несущая способность зависит от обрабатываемых поверхностей. Применяется в монтажных соединениях, имеющих большие сдвигающие силы, при действии динамических и вибрационных нагрузок. - самонарезающие; отличается от обычных наличием резьбы полного специального профиля на всей длине стержня. Материалом для них служит сталь термоупрочненная. Применяется они в основном d=6мм для прикрепления профилированного настила к прогонам и элементам фахверка. Их преимуществом является необходимость доступа к конструкции только с одной стороны. - анкерные класса точности В, С (фундаментные). Служат для передачи растягиваемых усилий с колонн на фундамент. Имеют более низкую прочность, большие размеры. Изготавливается из кругляка (круглой инструментальной стали). Класс точности А: разница в диаметре м/у болтом и отверстием 0,25-0,3мм, соединения малодеформативны. Класс точности В: отклонение в диаметре 0,52 мм, наиболее применяемые. Класс точности С: отклонение в диаметре до 1мм, болты грубой точности. Основы расчета: 1. Работа и расчет на сдвиг при действии статической нагрузки. Расчет ведут исходя из возможного вида разрушения соединения по срезу болта при толстых соединяемых листах или по смятию поверхности отверстия при тонких листах: а) Расчет на срез болтов: б)Расчет на смятие болтов: в)Расчет на растяжение болтов: N-расчетное значение действующей силы; n-число болтов; ns-число расчетных срезов 1-го болта; γb –коэф-т условия работы болтового соединения; γс-коэф-т условия работы элемента; А-площадь сечения болта ; Авп-площадь сечения по резьбе; R-расчет. сопротивление на срез, смятие и растяжение; - наименьшая суммарная толщина элементов, снимаемых в одном направлении; d-наружный диаметр стержня болта Расчетное сопротивление, которое может быть воспринято каждой поверхностью трения соединяемых элементов, стянутых одним высокопрочным болтом: Rbh - расчетное сопротивление растяжению высокопрочного болта; μ- коэф-т трения; А-площадь сечения болта; γh – коэф-т надежности. Число болтов в соединении при действии сдвигающей силы Af, приложенной к центру тяжести соединения, определяют, предполагая работу всех болтов одинаковой Nmin-меньшее из значений расчетного усилия для одного болта,;- γ— коэффициент условий работы конструкции. 2. Работа и расчет соединений на растяжение Усилие, которое может быть воспринято одним болтом, определяют по формуле N=Rbp*Аbn Rbp-расчетное сопротивление болтов растяжению.; Аbn-площадь сечения болта нетто. Аналогично формуле необходимое количество болтов в соединении, работающем на действие центрально приложенной растягивающей силы, определяют: n = N/ Nbp* γ 3. Работа и расчет соединений на сдвиг при повторных нагрузках Работа, соединений при нагрузке с перерывами. Работа соединений на действие повторных нагрузок имеет несколько разновидностей: 1.Если силы стягивания соединения болтами велики и внешние повторные нагружения не преодолевают сил трения, возникающих при этом между соединяемыми элементами, то соединение сохраняет свою монолитность и работает упруго, как основной металл. Так работают соединения на высокопрочных болтах. 2.Если силы стягивания соединений на болтах нормальной, повышенной точности и несущих высокопрочных недостаточны и силы внутреннего трения F преодолеваются в соединении внешними сдвигами силами, то соединение начинает работать как упругопластическое тело. |