52. Зєднання металевих конструкцій: болтові та зварні

Болти застосовують головним чином для монтажних з'єднань конструкцій. Болтові з'єднання не рекомендуються в конструкціях із сталі високої міцності, так як ці сполуки мають меншу, ніж основний метал, міцність.

Болти випускають грубої (клас С), нормальної (клас В) і підвищеної (клас А) точності (точені), а також високоміцні діаметром 16-48 мм. Крім того, виготовляють анкерні болти діаметром до 90 мм (по ГОСТ 24379.1-80). У комплект болта входять також гайка і шайба.

Для виготовлення болтів застосовують вуглецеві і леговані сталі, що задовольняють вимогам ГОСТ 1759-70 **. Залежно від розрахункової температури експлуатації і з'єднаннях елементів конструкцій рекомендується застосовувати:

• при температурі - 40 ° С і вище-болти класів 4.6 та 5.6 грубою і нормальної точності (класи точності С і В);

• при температурі - 65 ° С і вище-болти класів 8.8 нормальної і підвищеної точності (класів В і А) або зі сталі марок 35Х і 38ХЛ. Отвори в з'єднуються елементах під болти грубої і нормальної точності свердлять або продавлюють діаметром, на 2-3 мм більшим діаметра болта, а під болти підвищеної точності свердлять діаметром, на 0,3 мм більшим діаметра болта.

Міцність болтових з'єднань залежить від якості отворів, які за нормами розділені на дві групи-В і С. Групі В відповідають з’єднання, в яких болти поставлені в отвір, просвердлені на проектний діаметр в зібраних елементах або по кондукторам, а групі С - в отвори, продавлені або просвердлені без кондукторів в окремих деталях.

Зварні з'єднання виконують чотирьох основних типів: в стик, в стик з накладками, в нахлестку і в тавр. З'єднання в стик здійснюють стиковими швами, прямими або під кутом 45-60 °, а з'єднання в стик з накладками, в нахлестку і в тавр - кутовими швами.

Міцність зварних швів характеризується їх розрахунковим опором. Зварні шви розраховують по міцності з умов граничного стану першої групи за формулами:

• для стикових швів, розташованих перпендикулярно осі елемента при стисненні і розтязі

• це ж, при дії на стикове з'єднання: згинального моменту

53. Розрахунок прокатних балок перекриття.

Необхідний момент опору прокатних балок обчислюють за формулами :

де с₁ - коефіцієнт, що враховує розвиток пластичних деформацій по перерізу, попередньо приймають с₁=1,1. У перетинах балки, де дотичні напруження <0,5 R_s коефіцієнт c₁=c, а при 0,5 R_s < <0,9 R_s, коефіцієнт с приймають за формулою

де с - коефіцієнт, що залежить від форми перерізу і ступеня розвитку пластичних, - коефіцієнт, що дорівнює 0,7 для двотаврів, що згинаються у площині стінки (для інших типів перерізу 0);

При вигині балки в двох головних площинах х і у перевірку міцності виконують за формулою

Залежно від W_n в сортаменті знаходять відповідний номер профілю. Міцність призначеного перерізу балки перевіряють за формулами:

• при пружною роботі

• при обліку пластичних деформацій

Перетин вважається підібраним задовільно, якщо недо-напруга складає до 5-7%.

В опорному перерізі балок (при М= 0; М_х=0; М_у=0) слід виконувати перевірку за формулою

У тих випадках, коли верхня полиця балок недостатньо закріплена від втрати стійкості (відсутній суцільний жорсткий настил, який безперервно спирається на стиснений пояс балки) або відношення розрахункової довжини балки до ширини стиснутого пояса b перевищує значення, обчислені за формулами, балку перевіряють на стійкість за формулою:

де _b - коефіцієнт, що визначається за вказівками СНиП 11-23-81* за коефіцієнтом ₁. Для балок двутаврого перетину висотою h з двома осями симетрії , де коефіцієнт для прокатних двотаврів визначають у функції параметра :

(тут I_t - момент інерції при кручення).

Стійкість балок можна не перевіряти, якщо відношення розрахункової довжини ділянки балки між зв'язками, що перешкоджають поперечним Змішання стиснутого пояса до його ширини b не перевищує значення (при 1 <h/b<6 і b/t< 35), обчислюється за формулою :

де b, t - відповідно ширина і товщина стиснутого пояса балки; h₀ - відстань між осями аркушів (полиць).

Перевірку місцевої стійкості поясів і стінки прокатних балок, як правило, не роблять, так як вона забезпечується прийнятими товщинами елементів з умов прокату.

Підібраний перетин перевіряють на міцність від дії дотичних напружень за формулою:

де - статичний момент половини перерізу балки відносно нейтральної осі; t_w - товщина стінки балки.

Відносний прогин балки при рівномірно розподіленому навантаженні перевіряють за формулою:

де qⁿ - нормативна погонне навантаження, Н / см; Е - модуль пружності сталі, МПа; I - момент інерції балки, см⁴; 1/n_{0 -} граничний відносний прогин.