Расчетные сопротивления срезу и растяжению болтов

Напряженное состояние	Расчетные сопротивления, МПа, болтов классов
	4.6	4.8	5.6	5.8	6.6	8.8	10.9
Срез, Rbs	150	160	190	200	230	320	400
Растяжение, Rbt	170	160	210	200	250	400	500

П р и м е ч а н и е. В таблице указаны значения расчетных сопротивлений для одноболтовых соединений.

Таблица 10.25

Расчетные сопротивления смятию Rвр элементов, соединяемых болтами

Временное сопротивление стали соединяемых элементов Run, МПа	Расчетные сопротивления, МПа, смятию элементов, соединяемых болтами
	класса точности А	классов точности В и С (болты высокопрочные без регулируемого натяжения)
360	475	430
365	485	440
370	495	450
380	515	465
390	535	485
400	560	505
430	625	565
440	650	585
450	675	605
460	695	625
470	720	645
480	745	670
490	770	690

Таблица 10.26

Площади сечения болтов согласно ст сэв 180-75,

СТ СЭВ 181-75 и СТ СЭВ 182-75

d, мм	16	18*	20	22*	24	27*	30	36
Ab, см2	2,01	2,54	3,14	3,80	4,52	5,72	7,06	10,17
Abn,см2	1,57	1,92	2,45	3,03	3,52	4,59	5,60	8,26

* Болты указанных диаметров применять не рекомендуется.

Таблица 10.27

Коэффициенты условий работы соединения

Характеристика соединения	Коэффициент условий работы соединения b
1. Многоболтовое в расчетах на срез и смятие при болтах: класса точности А классов точности В и С, высокопрочных с нерегулируемым натяжением	1,0 0,9
2. Одноболтовое и многоболтовое в расчете на смятие при a = 1,5d и b = 2d в элементах конструкций из стали с пределом текучести, МПа: до 285 св. 285 до 380	0,8 0,75

Обозначения, принятые в таблице:

a – расстояние вдоль усилия от края элемента до центра ближайшего отверстия;

b – то же, между центрами отверстий;

d – диаметр отверстия для болта.

Примечания: 1. Коэффициенты, установленные в поз. 1 и 2, следует учитывать одновременно.

2. При значениях расстояний a и b, промежуточных между указанными в поз. 2 и в табл. 2.2, коэффициент _b следует определять линейной интерполяцией.

Пример:

Рассчитать и законструировать болтовое соединение двух центрально-растянутых листов сечением b×t = 300×20 мм посредством двусторонних накладок. Расчетное усилие N = 1000 кН (рис. 10.40). Материал листов и накладок – сталь С255 с расчетным сопротивлением R_y = 240 МПа и нормативным сопротивлением R_un = 370 МПа. Болты класса прочности 5.6.

Рис. 10.40. Соединение на болтах нормальной точности

Назначаем толщину каждой накладки t_н = 12 мм (из условия равнопрочности со стыкуемыми листами принимается не менее половины толщины листов t).

Число срезов n_s = 2.

Наименьшая толщина элементов, сминаемых в одном направлении, Σt_min = t = 20 мм (2 см).

Принимаем болты с наружным диаметром d = 20 мм (2 см) и отверстия под них d_о = 23 мм (класс точности С – табл.10.22). Площадь болта (табл. 10.26) А = 3,14 см²

Определяем расчетные сопротивления болтов:

– срезу R_bs = 190 МПа = 19 кН/см² (см.табл. 10.24);

– смятию элементов из стали класса С255 R_bp = 450 МПа = 45 кН/см²

Коэффициент условий работы соединения γ_b = 0,9 (см. табл. 10.27).

Требуемое количество болтов:

– из условия среза

n ≥ N / (R_bs γ_b А n_s) = 1000 / (19 · 0.9 · 3,14 · 2) = 9,31;

– из условия смятия

n ≥ N / (R_bp γ_b d Σt_min) = 1000 / (45 · 0.9 · 2(см) · 2(см)) = 6,17.

Принимаем количество болтов из условия среза n = 12.

Располагаем болты в рядовом порядке. Минимальное расстояние между болтами в любом направлении

a (шаг) = 2,5d_о = 2,5 · 23 = 57,5 мм.

Принимаем a = 70 мм (k (колич. рядов болтов)= 4 – по ширине листа).

Минимальные расстояния от центра болта до края элемента:

– вдоль усилия c ≥ 2 d_o = 2 · 23 = 46 мм, принимаем c = 50 мм;

– поперек усилия c₁ ≥ 1,5d_o = 1,5 · 23 = 34,5 мм.

Принимаем c₁ = (b – 3a) / 2 = (300 – 3 · 70) / 2 = 45 мм.

Проверяем прочность листа по ослабленному отверстиями сечению, для чего определяем площадь сечения листа нетто:

A_n = (b – k d_o) t = (30(см) – 4 · 2,3(см)) · 2(см) = 41,6 см².

Проверка прочности по нормальным напряжениям:

σ = N / A = 1000 / 41,6 = 24,04 кН/см² = 240,4 МПа ≈ R_y γ_c = 240 МПа.

R_{y --из} условия

Определяем длину накладки:

l_н = 2 (2a + 2c +Δ) = 2 (2 · 70 + 2 · 50 + 10) = 490 мм.

Δ - дельта