25). Расчет болтовых и заклепочных соединений

Заклепки и болты грубой, нормальной и повышенной точности по плоскостям сопряжений элементов работают на срез, по боковым поверхностям – на смятие соединяемых элементов, а при продольной силе, приложенной вдоль стержня заклепки или болта – на растяжение.

Соединение расчитывают по формулам прочности из условий первой группы предельнгых состояний:

на срез заклепок и болтов

;

, (10.1)

на смятие

;

, (10.2)

на растяжение (отрыв головок) заклепок

(10.3)

на растяжение болтов

. (10.4)

В приведенных формулах:

- расчетная продольная сила, действующая на соединение;

- число заклепок или болтов;

- число рабочих срезов одной заклепки или болта;

- диаметр отверстия для заклепки или наружный диаметр стержня болта;

- наименьшая толщина элементов, сминаемых в одном направлении;

- расчетные сопротивления заклепок или болтов соответственно срезу , смятию соединяемых элементов , и растяжению , , принимаемые по СНиП;

- площадь сечения болта нетто:

,

где - номинальный средний диаметр резьбы;

- здесь - номинальный внутренний диаметр резьбы; - теоретическая высота резьбы.

Для болтов диаметром 1648 мм площадь поверхности сечения нетто принимают в зависимости от диаметра по ГОСТ: 16/1.57; 18/1.92; 20/2.45; 22/3.03; 24/2.52; 27/4.59; 30/5.66; 36/8.26; 42/11.2; 48/14.72 (до черты – диаметр болта , мм, после черты , см². Болты диаметром 18, 22 и 27 мм применять не рекомендуется.

26). Расчет соединений на высокопрочных болтах

Расчет соединений на высокопрочных болтах выполняют с учетом передачи действующих в стыках усилий через трение, возникающее по соприкасающимся плоскостям соединяемых элементов. Расчетное усилие, воспринимаемое каждой такой поверхностью трения определяют по формуле

, (10.5)

где - расчетное сопротивление растяжению высокопрочного болта в готовом изделии, равное ( - временное сопротивление болта разрыву, зависящее от номинального диаметра резьбы и марки стали);

- коэффициент трения, принимаемый:

= 0.25 – для поверхностей соединяемых элементов без обработки (очистки);

= 0.35 – при обработке стальными щетками;

= 0.42 – при огневой обработке горелками;

= 0.450.5 – при химической обработке;

= 0.50.58 – при пневматической обработке дробью;

- коэффициент условия работы болтового соединения, равный:

= 0.8 – при числе болтов в соединении ;

= 0.9 – при числе болтов в соединении ;

= 1.0 – при числе болтов в соединении ;

- коэффициент надежности соединения, зависящий от способа обработки соединяемых поверхностей, способа регулирования болтов, вида нагрузки (динамической или статической) и разности номинальных диаметров отверстий и болтов, мм, равный 1.021.07.

Требуемое число высокопрочных болтов рассчитывают по формуле

. (10.6)

При расчете заклепочного или болтвтого соединения при сложном напряженном состоянии на действие изгибающего момента , поперечных и продольных усилий исходят из предположения, что продольная и поперечная силы поровну распределяются между всеми заклепками и (болтами) полустыка, а максимальное усилие от действия момента возникает в наиболее удаленных от нейтральной оси заклепках (болтах). Расчетная формула для определения максимального усилия в крайней заклепке (болте) имеет вид:

, (10.7)

где - усилие, приходящееся на наиболее нагруженный (крайний) горизонтальный ряд заклепок (болтов) полустыка:

- сумма квадратов расстояний между горизонтальными рядами заклепок (болтов), равноудаленных от нейтральной оси;

- число вертикальных рядов в полустыке;

- общее число заклепок (болтов) в полустыке.

При отсутствии продольных сил в формуле (10.7) принимают , а в сечении чистого изгиба, в котором и , максимальное усилие на крайнюю заклепку (болт), . Зная , напряжения соединений проверяется по формулам 10.110.2, полагая и .