4. Розрахунок з’єднань на високоміцних болтах

З’єднаннь а високоміцних болтах розраховують з урахуванням передачі діючих в стиках та кріпленнях зусиль через силу тертя, яка виникає в площинах з’єднуваних елементів від на тяжіння високоміцних болтів.

При цьому розподіл зусиль між болтами необхідно приймати рівноцінним.

Розрахункове зусилля, що може бути сприйняте одним болтом розраховують за формулою:

, (8)

де R_вh – розрахунковий опір розтягненню високоміцного болта за [1] табл. 61 (див. додаток 3 табл. 1);

μ – коефіцієнт тертя за [1] табл. 36 (див. додаток 3 табл. 2)

γ_h – коефіцієнт надійності за [1] табл. 36 (див. додаток 3 табл. 2);

А_вn – площа перерізу болта нетто, за [1] табл.. 62 (див. додаток 3 табл. 3);

γ_в – коефіцієнт умов роботи з’єднання, який залежить від кількості n болтів, необхідних для сприйняття розрахункового зусилля:

при n<5: γ_в=0,8

5≤ n<10: γ_в=0,9

n≥10: γ_в=1

Кількість високоміцних болтів в з’єднанні при дії повздовжньої сили визначають за формулою:

, (9)

де k – кількість поверхонь тертя.

Болти в з’єднанні слід розташовувати у відповідності з [1] табл. 39 (див. додаток 3, табл. 4).

5. Балкові клітини

5.1. Типи балок

Основним типом перерізу металевих балок є двотавровий симетричний переріз. В залежності від навантаження і прольоту приймають балки двотаврового або швелерного перерізу, прокатні або складені – зварні, болтові, клепані. Частіше приймають балки одно прольотні, розрізні.

5.2. Компоновка балкових клітин

Балкові клітини ділять на три основних типа: спрощений, нормальний, ускладнений (мал. 2).

Мал. 2. Типи балкових клітин

а) спрощений; б – нормальний; в - ускладнений

Головні балки, як правило, розташовують повздовж більших відстаней між колонами. Відстань між балками насилу залежить від несучої здатності настилу і зазвичай буває від 0,6 до 1,6 м при стальному і 2-3,5 м при залізобетонному настилах.

Відстань між допоміжними балками назначається від 2 до 5 м і повинно бути кратним прольоту головної балки.

При компонуванні балочних клітин необхідно враховувати, що проміжні балки та баки настилу повинні бути прокатними, кількість балок повинна бути найменшою, сполучення між балками повинні бути простими з найбільш коротким шляхом передачі навантаження на опори.

Сполучення балок в балковій клітині може бути поверховим, в одному рівні і понижене (для балочних клітин ускладненого типу (мал. 3).

Мал. 3. Сполучення балок

а) поверхове; б) в одному рівні; в) понижене (h_буд – будівельна висота перекриття)

5.3. Настили балкових клітин. Сталевий настил

Сталеві настили вкладаються на баки і приварюються до них. Відстань між балками визначається несучою здатністю або жорсткістю настилу. Найбільш вигідне рішення по витратам сталі – при мінімальній товщині настилу. Однак збільшення кількості балок при тонкому настилі збільшує трудоємкість перекриття.

Тому для настилів слід використовувати листи товщиною:

- 6-8 мм при навантаженні q≤10кН/м²;

- 8-10 мм при навантаженні 11≤q≤20кН/м²;

- 10-12 мм при навантаженні 21≤q≤30кН/м²;

- 12-14 мм при навантаженні q>30кН/м².

Зварювання настилу до балок защемлює настил, однак в запас жорстокості защемлення не враховують і приймають стирання настилу шарнірно-нерухомим.

Під навантаженням в настилах виникають напруження від згину і від розтягу. При співвідношенні прольоту настилу до його товщини:

- lt ≤ 50 настил гнучкий і напруження від розтягу незначні;

- lt ≥ 300 настил жорсткий і значними є напруження від розтягу;

- 50 < lt < 300 напруження від розтягу і згину повинні перевірятися розрахунком.

В кожному з трьох випадків товщина настилу приймається з умови жорсткості, а на міцність розраховується зварний шов, який кріпить настил до балок.

Відношення прольоту настилу до його товщини:

, (10)

де – ;

- V – коефіцієнт Пуассона (для сталі V=0,3);

- п_о = [l/t] (максимальний відносний прогин настилу [t/l]=1/150);

- q^Н – нормативне навантаження на настил.

Силу Н на дію якої перевіряємо зварні шви, які кріплять настил до балок находимо за формулою:

, (11)

де n – коефіцієнт перевантаження для діючого навантаження.

Перевірити міцність і жорсткість настилу при відомих l і t можна за формулами:

, (12)

, (13)

де - М_о – балочний згинаючий момент

,

- - площа поперечного перерізу;

- - момент опору.

(14)

де - - балочний прогин;

- α – визначається з рівняння