30. Работа болтовых соединений и их расчет на сдвиг при действии статической нагрузки.

Работа на сдвиг является основным видом работы большинства соединений.

Работу такого соединения можно разбить на 4 этапа:

1. Силы трения между соединяемыми элементами не преодолены. Болты работают только на растяжение. Всё соединение работает упруго.

2. Сдвиг всего соединения на величину зазора между поверхностью отверстия и стержнем болта.

3. Сдвигающее усилие передается на стержень болта. Болт обминается, изгибается, растягивается.

4. Упруго-пластичная работа болта. Разрушение соединения.

Болты нормальной, грубой и повышенной точности по линии сопряжения соединяемых элементов работают на срез, а по боковым поверхностям контакта на смятие. Расчетное усилие N_b, которое может быть воспринято одним болтом, определяется по формулам:

- на срез ,

- на смятие = R_bp_bdΣt ,

где R_bs - расчетное сопротивления болтовых соединений на сдвиг принимается по СНиП II-23-81*, табл. 58*;

R_bp - расчетное сопротивление болтовых соединений на смятие принимаются по СНиП II-23-81*, табл. 59*;

γ_b - коэффициент условий работы соединения, принимается по СНиП II-23-81*, табл. 35*;

d - наружный диаметр болта;

n_s - число срезов одного болта;

Σt - наименьшая суммарная толщина элементов, сминаемых в одном направлении;

К оличество n болтов в одной половине соединения при действии продольной силы определяется по формуле:

где N_min - меньшее из расчетных усилий на срез, смятие

31. Работа и расчет болтовых соединений на растяжение.

В том случае, когда внешняя сила направлена параллельно продольной оси болтов, они будут работать на растяжение. При статической работе такого соединения качество отверстий и поверхности болта не играет никакой роли. Начальное натяжение болтов не сказывается на их несущей способности на растяжение. Когда внешние силы начнут превышать стягивающие усилия болта, монолитность соединения нарушится и растягивающее усилие в болте начнет увеличиваться. Прочность на растяжение определяется прочностью материала болтов, вне зависимости от сил натяжения болта.

Расчетное усилие N_b, которое может быть воспринято одним болтом, определяется по формуле:

- на растяжение = R_btA_bn,

где R_bt - расчетное сопротивления болтовых соединений на растяжение принимается по СНиП II-23-81*, табл. 58*;

A_bn - площадь сечения болта нетто (по резьбе).

К оличество n болтов в одной половине соединения при действии продольной силы определяется по формуле:

где N_b^t – расчетное усилие, которое может быть воспринято одним болтом.

32. Конструирование болтовых соединений.

Болты, работающие одновременно на срез и растяжение, рассчитываются отдельно на срез и на растяжение.

Болты размещаются в соответствии со следующими требованиями:

1. элементы в узле допускается крепить одним болтом;

2. в креплении элемента через прокладки, а также в креплениях с односторонней накладкой число болтов увеличивается на 10% в сравнении с расчетом;

3) при креплении выступающих полок уголков или швеллеров коротышами число болтов, прикрепляющих одну из полок коротыша, должно быть увеличено на 50% против расчетного;

4) при разбивке болтов нужно соблюдать следующие требования:

• расстояние между центрами соседних болтов в любом направлении должно быть минимальное - 3d;

• максимальное в крайних рядах при отсутствии окаймляющих уголков при растяжении и сжатии - 8d или 12t;

• минимальное расстояние вдоль усилия от края элемента до центра ближайшего отверстия 1.5d;

• между центрами отверстий - 2d (d - диаметр отверстия для болта, t - толщина наиболее тонкого наружного элемента);

• При размещении болтов в шахматном порядке расстояние между их центрами вдоль усилия следует принимать не менее a + 1,5d, где а - расстояние между рядами поперек усилия, d - диаметр отверстия для болта.

В соединениях с болтами классов точности А, В и С (за исключением крепления второстепенных конструкций и соединений на высокопрочных болтах) должны быть предусмотрены меры против развинчивания гаек (постановка пружинных шайб или контргаек).