2.3.2Розрахунок заклепкових з'єднань

При розрахунку заклепкових з'єднань (рис. 9а) припускають, що сприймане з'єднанням зусилля рівномірно розподіляється між заклепками, тобто на кожну заклепку діє зусилля . Основні параметри заклепкового з'єднання – це діаметр заклепки та їхня кількість . Діаметр заклепки вибирається в залежності від товщини листів, що склепуються – , де – мінімальна товщина листа, – крок заклепкового шва вибирають як . Приймають, що заклепка працює на наступні види деформацій:

1.Згинальна деформація. Відзначимо, що через малість згинального моменту в практичних розрахунках цією деформацією зневажають.

2. Деформація зсуву (зрізу) по площині (рис. 9б).

3. Деформація зминання, що виникає на поверхнях заклепки і листа (рис. 9в) в містах їхнього контакту.

Тому розрахунок заклепкового з'єднання повинний забезпечити міцність: а) заклепок на зріз; б) заклепок і контактних поверхонь листа на зминання; в) листів на розтягання у перерізах, ослаблених отворами під заклепки; г) країв елементів листів на зріз; д) на герметичність; е) на дію знакозмінних навантажень і т.д.

Рис. 9

При розрахунку на зріз припускають, що дотичні напруження рівномірно розподіляються по поперечному перерізі заклепки, і умова міцності на зріз запишеться у вигляді:

, (1.13)

відкіля визначають кількість заклепок (з умови міцності на зріз):

, (1.14)

де – допустиме дотичне напруження на зріз заклепки, вибирається в залежності від матеріалу заклепки (легована чи маловуглевцева сталі).

При розрахунку на зминання припускають, що напруження рівномірно розподіляються по діаметральному перерізу заклепки (рис. 9г) і умова міцності на зминання прийме вигляд:

(1.15)

Відкіля кількість заклепок з умови міцності на зминання:

(1.16)

допустиме напруження на зминання ;

– мінімальна товщина листів, що склепуються.

Розрахунок листа на розтягання виконується з урахуванням ослаблення його поперечного перерізу просвердленими отворами (рис. 9д), тобто:

(1.17)

де – площа листа в ослабленому перерізі I-I, дорівнюється в даному випадку .

Розрахунок краю листа на зріз (рис. 9е):

(1.18)

При розрахунку заклепкових з'єднань необхідно враховувати його конструкцію , від якої залежить кількість i площин зрізу однієї заклепки (рис.10).

Рис. 10

З обліком цього умова міцності на зріз для заклепкового з'єднання запишеться у вигляді:

(1.19)

кількість заклепок визначиться як:

. (1.20)

При розрахунку заклепкових з'єднань на дію знакозмінних навантажень допустимі напруження повинні бути зменшені. Розрахунок на герметичність з'єднання ведеться за спеціальною методикою. Таким чином, основним параметром, обумовленим з умов міцності на зріз і зминання, є кількість заклепок (1.20) і (1.16), з яких вибирають більше число.

Приклад 2

	Визначити кількість заклепок діаметром d=23мм для закріплення розкосу ферми, який складається з двох нерівнобоких кутників 90х56х8, до фасонного листа завтовшки см (рис. 11).
Рис. 11

Розтягальне зусилля в розкосі , матеріал – Ст3, отвори для заклепок продавлено, .

Припускаючи, що зусилля між заклепками розподіляються рівномірно, і зважаючи на те, що вони зазнають подвійного зрізу (одночасно в двох перерізах), кількість заклепок знайдемо з умови міцності на зріз:

, (1.21)

або з умови міцності на зминання:

. (1.22)

Ураховуючи, що для сталі можна взяти МПа і МПа, знайдемо:

а) з розрахунку на зріз:

б) з розрахунку на зминання:

Вибираємо кількість заклепок .

У розрахунку на зминання взято товщину фасонного листа см, оскільки сумарна товщина полиць двох кутників см, а отже, напруження зминання в заклепках у місцях контакту з кутниками буде меншим, ніж у місцях контакту з косинкою (вважається, що матеріал заклепок м’якіший, ніж матеріал з’єднуваних елементів).