3. Монтажный узел главной балки

Монтажный узел главной балки должен быть решен на высокопрочных болтах (ВП), одинаковых для полок и стенки. Предпочтительные диаметры ВП болтов приведены в табл. 62. Марки стали для ВП болтов и значения нормативных сопротивлений по пределу прочности приведены в табл. 61.

Высокопрочные болты изготавливают из легированной стали, т.е. болт имеет более высокую прочность. Соединения на таких болтах считаются сдвигоустойчивыми или фрикционные. Передача сдвигающих усилий в соединении на высокопрочных болтах происходит за счет сил трения, возникающих между соприкасающимися поверхностями, при натяжении болтов. Для восприятия внешнего усилия болтам придается предварительное напряжение путем натяжения болта, за счет чего болт работает не на срез и смятие, а на растяжение.

С

31

оединение будет тем эффективнее, чем выше коэффициенты трения. Повышение коэффициентов трения достигается тонкой обработки поверхностей (т.е. шлифовки) или за счет повышения шероховатости поверхностей.

Высоких значений коэффициентов трения можно добиться при неокрашенных, чистых, шероховатых и свободных от загрязнений поверхностях. Применяют для глубокой очистки поверхностей пескоструйную, дробеструйную или химическую обработку. При поверхностной обработке грязь удаляют металлическими щетками. Также применяют огневую очистку. Наибольшую шероховатость дает пескоструйная обработка.

Расчет прочности соединения на высокопрочных болтах выполняется в предположении, что внешнее усилие распределятся между болтами равномерно.

Расчетное усилие, которое может воспринять одна поверхность трения соединенных элементов, стянутых одним болтом, или несущая способность соединения, стянутого одним высокопрочным болтом Q_bh, определяется по формуле:

;

где Р_bh= R_bh·А_bh– усилие натяжения одного болта;

R_bh=0,7 R_bun – расчетное сопротивление растяжению высокопрочного болта (принятое в соответствии с п. 3.7 формула (3) СНиП II-23-81*);

R_bun – наименьшее временное сопротивление болта разрыву, принимаемое по табл. 61* СНиП II-23-81*;

А_bh– площадь сечения болта нетто , определяемая по табл. 62* СНиП II-23-81* ;

μ – коэффициент трения, принимаемый по табл. 36* в зависимости от способа обработки поверхности ;

γ_b – коэффициент условий работы соединения, зависящий от количества болтов n :

γ_b=0,8 при n<5 ; γ_b=0,9 при 5≤ n<10 ; γ_b=1,0 при n≥10 ;

γ_h >1 – коэффициент надежности соединения, принимаемый по табл. 36* в зависимости от способа обработки поверхности , способа контроля натяжения болтов (по крутящему моменту или углу поворота гайки);

Необходимое количество болтов в соединении для восприятия внешнего усилия N (в полустыке) определяется

где k – количество плоскостей трения соединяемых элементов (аналогично плоскостям среза); γ_с - коэффициент условий работы конструкции.

Усилие натяжения Р_bh высокопрочного болта определяется из выражения Р_bh= R_bh ·А_bh и контролируют при помощи специальных динамических ключей (с контролем крутящего момента) или тарировочным гайковертом (с контролем угла поворота гайки).

Правила расстановки высокопрочных болтов такие же как и для обычных

1. Задаем диаметр ВП болтов, маркой стали и способом обработки поверхности:

2. Определяем несущую способность соединения, стянутого одним ВП болтом Q_bh по формулам 131

3)Определяем продольное усилие N_f, действующее в ВП болты в полках

, кН,

где M_f – изгибающий момент, воспринимаемый полками, кНм,

, кНм,

где M_max – максимальный изгибающий момент в середине балки, кНм,;

M_w–изгибающий момент, приходящийся на стенку, который определяется по формуле:,кНм,

где I_w – момент инерции стенки балки, см⁴;

I_x – момент инерции балки относительно оси х, см⁴.

ВП болты в стенке воспринимают изгибающий момент, приходящийся на стенку M_w. При двух вертикальных рядах болтов в полунакладке количество болтов в одном вертикальном ряду k можно определить в зависимости от параметра  по табл. 3. Параметр  определяется по формуле:

,

где h_max – расстояние между крайними горизонтальными рядами болтов, см.

Таблица 3

Количество болтов в зависимости от коэффициента

	0.357	0.321	0.292	0.267	0.246	0.227	0.212	0.198	0.186	0.175
k	6	7	8	9	10	11	12	13	14	15

Расположение высокопрочных болтов в полках.

Количество болтов в полках должно быть четное. При небольшом количестве болтов их целесообразно располагать двумя продольными рядами.

Расстояния a и b (см. рис. 18) следует принимать минимально возможными, чтобы не увеличивать длину поясных накладок, т.е. b ≥ 2 d_o и a ≥ 2.5 d_o, где d_o – диаметр отверстия под ВП болт, принимаемый на 3 – 4 мм больше диаметра болта. При этом длина накладок l_н и полунакладок определяется

мм,

где n на единицу меньше количества поперечных рядов.

Размер l_н необходимо округлить до целого размера в см.

Поперек сечения болты следует расположить посередине каждого свеса пояса, проверив при этом соотношение

.