4.2. З'єднання на болтах

У будівництві використовують болти грубої і нормальної точності, підвищеної точності та високоміцні. Крім того, використовують спеціальні анкерні болти та самонарізні болти, які використовуються для кріплення профільованого настилу до прогонів.

Діаметр болтів 10-48 мм. Довжина болтів зумовлена товщиною елементів, що з'єднується і змінюється у широких межах 30-300 мм.

Болти грубої та нормальної точності використовують у монтажних з'єднаннях для фіксації елементів. Встановлюють болти в отвори, діаметр яких більший за діаметр болтів на 2-3 мм. Отвори формують в окремих з'єднуваних деталях шляхом пробивання чи свердлення.

При дії великих зсувних зусиль використовують болти підвищеної точності та високоміцні болти.

Отвори для болтів підвищеної точності повинні відповідати діаметру болтів. Можливе відхилення +0,3 мм. Цим досягається щільний контакт між болтом і стінкою отвору. Отвори в цих з'єднуваних деталях повинні співпадати, тому отвори просвердлюють у зібраному пакеті або використовують кондуктори, які забезпечують точне розміщення отворів.

Залежно від міцності матеріалу болти грубої, нормальної та підвищеної точності об΄єднують у класи, які позначають двома числами, розділеними крапкою. Наприклад: 4.6; 4.8; 5.6; 5.8; 6.6; 8.8; 10.9. Перше число, помножене на 100, приблизно позначає найменше значення межі міцності (МПа), а добуток першого числа на друге, збільшений у 10 разів, значення межі текучості (МПа).

Приймають клас болтів згідно з рекомендаціями норм відповідно до напруженого стану, умов роботи (розтяг або зсув) та кліматичних особливостей району будівництва, табл. 57 СНиП II-23-81*. Клас міцності гайок повинен відповідати міцності болтів.

Під головки болтів грубої, нормальної та підвищеної точності та гайки обов'язково повинні встановлюватися круглі шайби. У місцях прилягання головки болтів до похилих площин ставлять косі шайби.

Болти грубої, нормальної та підвищеної точності виготовляють з маловуглецевих сталей (наприклад, 20, 35X, 40X, 38XА). Високоміцні болти виготовляють лише з високоміцних сталей 40X ”селент”, 35X2AФ (леговані хромом, азотом, ванадієм). Застосовують їх у з'єднаннях, які працюють на зсув. Найбільш часто використовуються болти діаметром 20, 24, 30 мм. Позначають болти так М20, М24, М30.

Анкерні (фундаментні) болти передають зусилля розтягу на фундамент. Діаметр анкерних болтів 12-140 мм. Сталь ВСт3КП2, 09Г2С, 10Г2С1.

Робота та розрахунок болтів, що працюють на розтяг

Найчастіше такий напружений стан спостерігається у фланцевих з'єднаннях.

Рис. 4.13. Робота болтів на розтягування (симетричне з'єднання)

Використовують болти нормальної точності, а при значних зусиллях – високоміцні. Розрахунок болтових з'єднань вміщений у главу 11 СНиП. Розрахункове зусилля, яке витримує один болт (або несуча здатність болта), обчислюється

,

де R_bt – розрахунковий опір матеріалу болта розтягові; A_bn – площа перерізу стержня болта нето, визначена за діаметром, де є різьба.

Значення R_bt залежать від матеріалу болтів (класу міцності) і обчислюються за формулами, вміщеними у табл. 5 СНиП.

Так для болтів 4.6, 5.6, 6.6 R_bt=0,42 R_bun;

для болтів 4.8, 5.8R_bt=0,4R_bun;

для болтів 8.8, 10.9R_bt=0,5R_bun

(де R_bun – нормативний опір стилі болтів за межею тимчасового опору).

Значення розрахункових опорів залежно від класу болтів вміщені у табл. 58 СНиП і змінюються від 170 МПа (для болтів 4.6) до 500 МПа (для болтів 10.9).

Площа перерізу залежно від діаметра болта приймається за табл. 62 СНиП. Числове значення розрахункового опору болта менше від розрахункового опору сталі в конструкції. Це пов'язано з наявністю концентрацій напружень поблизу голівки та різьби. У цих місцях відбувається руйнування болтів. Умовно приймається , що розподіл розтягуючої сили між болтами рівномірний.

Для передачі розтягючого зусилля N необхідна кількість болтів

;

Отримане значення заокруглюють до більшого числа.