3.2Заклепочные соединения

Применяются с начала позапрошлого столетия; они надежно работают при статической и динамической нагрузках. Однако перерасход металла в соединениях и их большая трудоемкость по сравнению со сваркой ограничили область применения.

1 – замыкающая головка; 2 – закладная головка

1) – с полукруглой головкой; 2) – с потайной головкой; 3) – с полупотайной

Заклепки в стальных конструкциях различаются по форме закладной и замыкающей головок. Замыкающая головка образуется деформированием выступающей части стержня заклепки. Заклепки ставят в отверстия, на 1-1,5 мм большие, чем диаметр заклепки. При образовании замыкающей головки стержень заклепки осаживается и утолщается, плотно заполняя отверстие. Поэтому за расчетный диаметр заклепки принимается диаметр отверстия, в который она поставлена. Клепка может выполняться горячим и холодным способом. При горячем способе замыкающая головка образуется в нагретом до температуры примерно 800-1000°С, стержне с помощью пневматического молотка.

При холодной клепке замыкающая головка образуется в ненагретом стержне при помощи мощных клепальных скоб. Сила, стягивающая пакет, при холодной клепке в 2-3 раза меньше, чем при горячей, так как пакет сжимается только усилием клепальной скобы; в процессе горячей клепки заклепка при остывании укорачивает и плотно стягивает пакет (растягивающие напряжения в заклепки достигают 10-15 кН/см .

3.3Болтовые соединения

1. По числу поставленных болтов

-одноболтовые

-многоболтовые

2) по характеру передачи усилия в соединениях от одного элемента к другому:

- несдвигоустойчивые (без контроля натяжения болта)

- сдвигоустойчивые (фрикционные)

- фрикционно-срезные

Несдвигоустойчивые – сила затяжки гайки не контролируется и считается, что усилие не передается через трение поверхностей соединяемых элементов. Используются болты различных классов прочности, в том числе и высокопрочные. В расчетах учитывается сопротивление растяжению, смятию и срезу без учета сил трения.

Фрикционные –соединения выполняются на высокопрочных болтах с контролируемым натяжением. Во фрикционных соединениях сдвигающие силы передаются трением между соединяемыми элементами.

Во Фрикционно-срезных соединениях часть усилия передается через трение поверхностей соединяемых элементов, а часть через смятие, как при неконтролируемом натяжении. Применяются редко из-за сложности расчета и возможности развития пластических деформаций, хотя являются самыми экономичными.

3.4Расчет болтовых соединений без контролируемого натяжения болта

а) – деформация стержня болта, заклепки; б) – срез стержня болта, заклепки; в) – смятие соединяемого элемента.

Внешние усилия в болтовом или заклепочном соединении стремятся сдвинуть соединяемые элементы один относительно другого (а).

Болты препятствуют этому сдвигу, в них возникают сложное напряженное состояние:

1. по плоскости соприкосновения сдвигаемых элементов возникают срезывающие напряжения

2. от поперечного давления элементов возникают сминающие напряжения;

3. от первоначального натяжения остаются растягивающие напряжения.

При действии продольной силы N, проходящей через центр тяжести соединения, распределение этой силы между болтами принимают равномерным.

Расчетное усилие, воспринимаемое одним болтом:

1. _{при работе на срез:}

R_bs – расчетное сопротивление материала болта на срез, кН/см²

площадь сечения стержня болта по ненарезанной части

n_s – число расчетных срезов

_{- коэффициент условий работы соединения (табл. 35* СНиП II-23-81*)}

_{- коэффициент работы конструкции}

2. при работе на смятие:

R_bр – расчетное сопротивление материала соединяемых элементов на смятие, кН/см²

_{- наименьшая суммарная толщина элементов , сминаемых в одном направлении}

_{- наружный диаметр стержня болта}

3. при работе на растяжение:

R_bt – расчетное сопротивление материала стержня болта на растяжение (табл. 60* СНиП), кН/см²

_{Abn – площадь поперечного сечения болта нетто (табл. 62 СНиП)}

Число болтов в соединении _{, где -сдвигающая сила, приложенная к центру тяжести соединения, - наименьшее из значений расчетного усилия (на срез или смятие) для одного болта ( см. выше)}

Расчет самих соединяемых элементов на прочность ведут с учетом ослабления сечения отверстиями по площади сечения А_n.