10.3 Расчетные характеристики материалов и соединений
10.3.1 Расчетные сопротивления проката для различных видов напряженных состояний следует определять по формулам, приведенным в таблице 46.
Таблица 46
Напряженное состояние |
Формулы для определения расчетных сопротивлений проката |
Растяжение, сжатие и изгиб: |
|
по пределу текучести |
|
по временному сопротивлению |
|
Сдвиг |
|
Смятие торцевой поверхности (при наличии пригонки) |
|
Смятие местное в цилиндрических шарнирах (цапфах) при плотном касании |
Rlp = 0,5Run /m |
Диаметральное сжатие катков (при свободном касании в конструкциях с ограниченной подвижностью) |
При Run 600 МПа Rcd = 0,25Run/m; при Run > 600 МПа Rcd = [0,042 · 10–6 · (Run – 600)2 + 0,025] · Run /m |
Растяжение в направлении толщины проката t, при t до 60 мм |
|
Примечание — Обозначения: m — коэффициент надежности по материалу проката; Ryn и Run — нормативные сопротивления проката, равные минимальным значениям предела текучести и временного сопротивления, установленным в стандартах на стали. |
|
10.3.2 Нормативные и расчетные сопротивления проката из сталей по ГОСТ 6713, ГОСТ 19291, [8] следует принимать по таблице 47, коэффициент надежности по материалу проката — по таблице 48. Расчетные сопротивления проката по ГОСТ 535, ГОСТ 14637 и ГОСТ 19281 следует принимать равными пределу текучести, указанному в данных стандартах, деленному на коэффициент надежности по материалу m по таблице 48.
Таблица 47
Класс стали |
Марка стали |
ТНПА |
Прокат |
Толщина* проката, мм |
Нормативное сопротивление, МПа |
Расчетное сопротивление, МПа |
|
||
по пределу текучести Ryn |
по временному сопротивлению Run |
по пределу текучести Ry |
по временному сопротивлению Ru |
|
|||||
235 |
16Д |
ГОСТ 6713 |
Любой |
До 20 |
235 |
375 |
215 |
340 |
|
225 |
16Д |
ГОСТ 6713 |
Любой |
21–40 |
225 |
375 |
205 |
340 |
|
215 |
16Д |
ГОСТ 6713 |
Любой |
41–60 |
215 |
375 |
195 |
340 |
|
265 |
09Г2С, 09Г2СД |
ГОСТ 19281 |
Любой |
До 20 |
325 |
450 |
295 |
410 |
|
325 |
09Г2С, 09Г2СД |
ГОСТ 19281 |
Любой |
20–60 |
265 |
430 |
240 |
390 |
|
345 |
15ХСНД |
ГОСТ 6713 |
Любой |
8–32 |
345 |
490 |
295 |
415 |
|
335 |
15ХСНД |
ГОСТ 6713 |
Листовой |
33–50 |
335 |
470 |
285 |
400 |
|
390 |
10ХСНД |
ГОСТ 6713 |
Любой |
8–15 |
390 |
530 |
350 |
470 |
|
390 |
10ХСНД |
ГОСТ 6713 |
Листовой |
16–32 |
390 |
530 |
350 |
470 |
|
390 |
10ХСНД |
ГОСТ 6713 |
Листовой |
33–40 |
390 |
510 |
350 |
450 |
|
390 |
390-15Г2 АФДпс |
ГОСТ 19281 |
Листовой |
4–32 |
390 |
540 |
355 |
490 |
|
390 |
390-14 Г2АФД |
ГОСТ 19281 |
Листовой |
4–50 |
390 |
540 |
355 |
490 |
|
345 |
15ХСНДА |
[8] |
Листовой |
До 32 |
345 |
490 |
295 |
415 |
|
335 |
15ХСНДА |
[8] |
Листовой |
33–50 |
335 |
470 |
290 |
400 |
|
390 |
10ХСНДА |
[8] |
Листовой |
8–15 |
390 |
530 |
350 |
470 |
|
390 |
10ХСНДА |
[8] |
Листовой |
16–32 |
390 |
530 |
350 |
470 |
|
390 |
10ХСНДА |
[8] |
Листовой |
33–50 |
390 |
510 |
350 |
450 |
|
Примечания 1 За толщину фасонного проката следует принимать толщину полки. 2 За нормативные сопротивления приняты минимальные значения предела текучести и временного сопротивления, приведенные в ГОСТ 6713, ГОСТ 19281 и [8]. 3 Значения расчетных сопротивлений получены делением нормативных сопротивлений на коэффициент надежности по материалу, определяемый по таблице 48. |
|||||||||
Таблица 48
ТНПА |
Марка стали |
Коэффициент надежности по материалу m |
ГОСТ 6713 |
16Д 15ХСНД 10ХСНД |
1,090 1,165 1,125 |
[8] |
15ХСНДА 10ХСНДА |
1,165 1,125 |
ГОСТ 19281 |
09Г2Д, 09Г2СД, 15ХСНД, 10ХСНД, 09Г2С, 14Г2АФД, 15Г2АФДпс |
1,100 |
ГОСТ 535 |
Ст3сп, Ст3пс, Ст3кп |
1,050 |
10.3.3 В расчетах отливок и поковок из углеродистой и легированной сталей следует учитывать в зависимости от напряженного состояния расчетные сопротивления согласно таблице 49, а поковок — согласно таблице 50.
Таблица 49 |
В мегапаскалях |
||||||||
Напряженное состояние |
Обозначение |
Расчетные сопротивления отливок из стали марок |
|||||||
25Л |
30Л |
35Л |
20ГЛ |
20ФЛ |
35ХН 2МЛ |
35ГЛ |
|||
Растяжение, сжатие и изгиб |
Ry |
175 |
190 |
205 |
205 |
220 |
400 |
220 |
|
Сдвиг |
Rs |
105 |
115 |
125 |
125 |
130 |
240 |
130 |
|
Смятие торцевой поверхности (при наличии пригонки) |
Rp |
265 |
300 |
315 |
345 |
315 |
440 |
345 |
|
Смятие местное в цилиндрических шарнирах (цапфах) при плотном касании |
Rlp |
125 |
145 |
155 |
170 |
155 |
222 |
170 |
|
Диаметральное сжатие катков (при свободном касании в конструкциях с ограниченной подвижностью) |
Rcd |
7 |
7,5 |
8 |
9 |
8 |
11 |
9 |
|
Таблица 50 |
В мегапаскалях |
|||||||||
Напряженное состояние |
Обозначение |
Расчетные сопротивления поковок группы IV при категории прочности (марке стали) |
||||||||
КП275 (Ст5сп2) |
КП245 (20-а-Т) |
КП315 (35-а-Т) |
КП345 (45-а-Т) |
КП315 (30Г-2-Т) |
КП345 (35Г-2-Т) |
КП785 (40ХН2МА-2-2-Т) |
КП1200 (40Х13) |
|||
Растяжение, сжатие и изгиб |
Ry |
215 |
205 |
260 |
290 |
260 |
280 |
605 |
1050 |
|
Сдвиг |
Rs |
120 |
115 |
145 |
165 |
145 |
160 |
350 |
610 |
|
Смятие торцевой поверхности (при наличии пригонки) |
Rp |
325 |
310 |
395 |
435 |
395 |
420 |
905 |
1365 |
|
Смятие местное в цилиндрических шарнирах (цапфах) при плотном касании |
Rlp |
160 |
150 |
195 |
215 |
195 |
205 |
450 |
685 |
|
Диаметральное сжатие катков (при свободном касании в конструкциях с ограниченной подвижностью) |
Rcd |
8 |
7,5 |
10 |
11 |
10 |
10 |
23 |
85 |
|
10.3.4 Расчетные сопротивления сварных соединений для различных видов соединений и напряженных состояний следует определять по формулам, приведенным в таблице 51.
При этом расчетные сопротивления стыковых соединений элементов из сталей с различными расчетными сопротивлениями следует принимать как для стыковых соединений из стали с меньшим значением расчетного сопротивления.
Расчетные сопротивления металла швов сварных соединений с угловыми швами следует принимать по СНиП II-23 (приложение 2).
Таблица 51
Сварные соединения |
Напряженное состояние |
Формулы для определения расчетных сопротивлений сварных соединений |
Стыковые |
Сжатие, растяжение и изгиб при автоматической или ручной сварке с физическим контролем качества швов: по пределу текучести по временному сопротивлению Сдвиг |
Rwy = Ry Rwu = Ru Rws = Rs |
Окончание таблицы 51
Сварные соединения |
Напряженное состояние |
Формулы для определения расчетных сопротивлений сварных соединений |
С угловыми швами |
Срез (условный): |
|
по металлу шва |
|
|
по металлу границы сплавления |
Rwz = 0,45Run |
|
Примечания 1 Для швов, выполняемых ручной сваркой, значения нормативного сопротивления металла шва по временному сопротивлению Rwun следует принимать равными значениям временного сопротивления разрыву металла шва. 2 Для швов, выполняемых автоматической или полуавтоматической сваркой, значения Rwun следует принимать по СНиП II-23 (раздел 3). 3 Значения коэффициента надежности по материалу шва wm следует принимать равными 1,25. |
||
10.3.5 Расчетные сопротивления одноболтовых соединений следует определять по формулам, приведенным в таблице 52.
Таблица 52
Напряженное состояние |
Формулы для определения расчетных сопротивлений одноболтовых соединений |
||
срезу и растяжению болтов при классе прочности или марке стали |
смятию соединяемых элементов из стали с нормативным пределом текучести до 440 МПа |
||
4.6, Ст3сп4, 09Г2, 295-09Г2-4, 295-09Г2-6, 325-09Г2С-4, 325-09Г2С-6 |
40Х |
||
Срез |
Rbs = 0,38Rbun |
Rbs = 0,4 Rbun |
— |
Растяжение |
Rbt = 0,42Rbun |
Rbt = 0,5Rbun |
— |
Смятие: |
|
|
|
а) болты класса точности А |
— |
— |
|
б) болты классов точности В и С |
— |
— |
|
Расчетные сопротивления срезу и растяжению болтов следует принимать по таблице 53. Расчетные сопротивления смятию элементов, соединяемых болтами, следует определять по СНиП II-23 (приложение 2).
Таблица 53 |
В мегапаскалях |
||||||
Напряженное состояние |
Обозначение |
Расчетное сопротивление болтов при классе прочности или марке стали |
|||||
4.6 |
Ст3сп4 |
09Г2, 295-09Г2-4, 295-09Г2-6 |
325-09Г2С-4, 325-09Г2С-6 |
40Х |
|||
Срез |
Rbs |
145 |
140 |
165 |
175 |
395 |
|
Растяжение |
Rbt |
160 |
155 |
185 |
195 |
495 |
|
10.3.6 Расчетное сопротивление растяжению фундаментных (анкерных) болтов Rba следует определять по формуле
Rba = 0,4Run. (58)
Расчетное сопротивление растяжению фундаментных (анкерных) болтов следует принимать по таблице 54.
Таблица 54 |
В мегапаскалях |
|||
Диаметр болтов d, мм |
Расчетное сопротивление растяжению, МПа, фундаментных (анкерных) болтов из стали марок |
|||
20 |
09Г2, 295-09Г2-6 |
325-09Г2С-6 |
40Х |
|
12–20 |
160 |
175 |
185 |
— |
16–27 |
— |
— |
— |
430 |
21–32 |
160 |
175 |
180 |
— |
30 |
— |
— |
— |
370 |
36 |
— |
— |
— |
295 |
33–60 |
160 |
— |
180 |
— |
42 |
— |
— |
— |
255 |
48 |
— |
— |
— |
235 |
61–80 |
160 |
— |
175 |
— |
81–100 |
160 |
— |
170 |
— |
101–160 |
160 |
— |
170 |
— |
161–250 |
160 |
— |
— |
— |
10.3.7 Расчетное сопротивление срезу для сплава ЦАМ 9-1,5Л следует принимать равным 50 МПа.
10.3.8 Расчетное сопротивление растяжению высокопрочных болтов по ГОСТ 22353 и ГОСТ 22356 следует определять по формуле
Rbh = 0,7Rbun, (59)
где Rbun — наименьшее временное сопротивление высокопрочных болтов разрыву по ГОСТ 22356.
10.3.9 Значение коэффициента трения по соприкасающимся поверхностям деталей во фрикционных соединениях на высокопрочных болтах следует принимать по таблице 55.
Способ обработки контактных поверхностей должен быть указан в чертежах КМ.
Таблица 55
Способ обработки контактных поверхностей во фрикционных соединениях |
Коэффициент трения |
1 Пескоструйный или дробеструйный двух поверхностей кварцевым песком или дробью без последующей консервации |
0,58 |
2 Кварцевым песком или дробью одной поверхности с консервацией полимерным клеем и посыпкой карборундовым порошком, стальными щетками без консервации — другой поверхности |
0,50 |
3 Газопламенный двух поверхностей без консервации |
0,42 |
4 Стальными щетками двух поверхностей без консервации |
0,35 |
5 Дробеметный двух поверхностей дробью без последующей консервации |
0,38 |
6 Дробеметный двух поверхностей дробью с последующим их газопламенным нагревом (до температуры 250 °С–300 °С) на кольцевых зонах вблизи отверстий площадью не менее площади шайбы |
0,61 |
10.3.10 Расчетное сопротивление растяжению Rdh, МПа, высокопрочной стальной проволоки, применяемой в пучках и канатах из параллельно уложенных проволок, следует определять по формуле
Rdh = 0,63Run, (60)
где Run — наименьшее временное сопротивление проволоки разрыву (по государственным стандартам или техническим условиям), МПа.
10.3.11 При определении расчетного сопротивления стального витого каната с металлическим сердечником учитываются значения разрывного усилия каната в целом, установленные государственным стандартом или техническими условиями на канаты (при его отсутствии в ТНПА — значение агрегатной прочности витого каната), и коэффициент надежности m, равный 1,6.
10.3.12 Модуль упругости или модуль сдвига прокатной стали, стального литья, пучков и канатов из параллельно уложенных проволок следует принимать по таблице 56.
Таблица 56 |
В мегапаскалях |
Полуфабрикаты |
Модуль упругости E или модуль сдвига G |
Прокатная сталь и стальное литье |
Е = 2,06 · 105 |
Прокатная сталь и стальное литье |
G = 0,78 · 105 |
Пучки и канаты из параллельно уложенных оцинкованных проволок |
Е = 2,01 · 105 |
10.3.13 Модуль упругости стальных оцинкованных витых канатов с металлическим сердечником, подвергнутых предварительной вытяжке усилием, равным половине разрывного усилия каната в целом, следует принимать по таблице 57.
Таблица 57
Канаты |
Кратность свивки |
Модуль упругости Е, МПа |
Одинарной свивки по ГОСТ 3064 и закрытые несущие по [9] |
6 |
1,18 · 105 |
8 |
1,45 · 105 |
|
10 |
1,61 · 105 |
|
11 |
1,65 · 105 |
|
12 |
1,70 · 105 |
|
14 |
1,75 · 105 |
|
16 |
1,77 · 105 |