Типы болтов

1. Болты грубой точности (черные), класс С.

Болты класса С ставят в отверстия, диаметр которых на 2÷3 мм больше диаметра болта. За счет разницы в диаметрах ставить болты в отверстия легко, даже если есть некоторое несовпадение отверстий в деталях. При приложении усилия к такому соединению имеют место значительные перемещения, и болты вступают в работу не одновременно. По этим причинам болты класса С ставятся конструктивно, в соединениях, где нет нагрузки на болты.

2. Болты нормальной точности, класс В.

Болты нормальной точности ставятся в отверстия, диаметр которых на 1÷1.5 мм больше. Такие соединения менее деформативны, чем соединения на «черных» болтах, требуют большей точности в образовании отверстий.

3. Болты повышенной точности, класс А.

Болты класса А устанавливаются в отверстия, которые просверлены на проектный диаметр в собранных элементах, и диаметр отверстий больше диаметра болта на 0.25÷0.3 мм, а сами болты имеют только минусовой допуск на диаметр стержня. Такие болты изготавливаются точением и потому имеют высокую стоимость

4. Высокопрочные (ВП) болты.

Соединения на высокопрочных болтах мало чувствительны к разнице в диаметрах отверстий и болтов, поскольку сдвиговые усилия воспринимаются силами трения по поверхностям. Высокопрочные болты изготавливаются из легированных сталей, так как эти стали обладают хорошей прокаливаемостью, что обеспечивает более равномерное распределение механических свойств по сечению болта.

5. Анкерные болты.

6. Самонарезающие боты (винты).

7. Комбинированные заклепки.

Расчет болтового соединения на сдвигающее усилие

Сдвигающее усилие направлено перпендикулярно оси болта.

Болтовое соединение, работающее на сдвигающее усилие, может разрушиться или от среза стержня болта, или от смятия соединяемых элементов. Соединение работает до тех пор, пока материал болта сопротивляется срезу, а материал соединяемых элементов – сжатию. Согласно этому можно записать 2 условия прочности:

• условие прочности болтового соединения по срезу:

,

где – касательное напряжение в материале болта,

–суммарная площадь среза болтов;

• условие прочности болтового соединения по смятию:

, где – нормальное напряжение смятия,

–суммарная площадь смятия.

В этих формула приняты следующие обозначения:

–площадь сечения болта,

–диаметр болта;

–количество болтов в полустыке;

–число плоскостей среза для одного болта;

–расчетное сопротивление материала болта срезу, принимается по табл. 58 СНиП II–23–81* в зависимости от класса прочности болта;

–расчетное сопротивление болтового соединения смятию, принимается по табл. 59 СНиП II–23–81* в зависимости от материала соединяемых элементов;

–коэффициент условий работы болтового соединения, принимается в пределах 0.8÷1, учитывает тип болтов и их количество;

–минимальная сумма толщин соединяемых элементов, работающих (сминаемых) в одном направлении.

Порядок расчета болтового соединения

1. Назначаем диаметр болтов и класс прочности.

2. Определяем несущую способность соединения на одном болте по срезу и по смятию

• По срезу

, кН;

• По смятию

, кН;

3. Определяем необходимое количество болтов (по одну сторону соединения)

, N – опорная реакция балки настила

полученное количество болтов округляем в большую сторону до целого.

Проверка опорного сечения балки настила на срез:

Срез ослабленного (отверстиями и вырезом полок) сечения балки настила не произойдёт, если выполняется условие:

,

где R_s – расчетное сопротивление стали балки настила на срез; R_s = 13,92 кН/см²;

γ_с – коэффициент условий работы; для учёта упругопластической работы материала соединяемых элементов принимается γ_с = 1,0

τ_max=τ^наст_max*α=

α=а/(а-d₀)=

4. Расстановка болтов

Рис. 7. Фасад балки настила при сопряжении ее с главной балкой в одном уровне

Размеры с, m, f и k опорного участка балки (см. рис. 7) настила определяют по узлу сопряжения балки настила и главной балки (см. рис. 8).

Привязку балки настила к разбивочной оси (размер с) можно определить, мм:

,

где t_w – толщина стенки главной балки, мм;

k_f – катет шва, приваривающего ребро жесткости к стенке главной балки, мм.

Размер m – длина участка вырезанной полки, зависит от ширины полки главной балки и может быть определен, как, мм .

Размер f – глубина выреза балки настила, зависит от толщины пояса главной балки t_f и определяется, мм:

,

где k_f – катет шва, приваривающего ребро жесткости к поясу главной балки, мм.

Размер k – расстояние между вертикальной осью болтового соединения и краем стенки балки настила – должен быть увязан с шириной ребра жесткости и диаметром отверстия под болты, принятых для сопряжения балок настила и главных балок, таким образом, чтобы

и ,

где d_o – диаметр отверстия, мм.

Количество отверстий зависит от принятого количества болтов, необходимых для восприятия опорной реакции балки настила. При разбивке горизонтальных осей болтового соединения необходимо соблюдение соотношений

, .

Сопряжение полки и стенки балки.

T – сдвигающая сила, воспринимаемая сварными швами, соединяющими стенку и полки (на 1 см длины шва):

;

принимаю сварку

Выбираю наименее прочное сечение

= =

Условие прочности швов, соединяющих стенку и полку:

;

Определяем катет шва: ,

полученное значение согласовывается со СНиП II–23–81*.