3.2.1. Размещение болтов в соединении
Центры болтовых отверстий должны располагаться по прямым линиям, параллельным действующему усилию, называемыми рисками. Расстояние a между центрами соседних отверстий вдоль риски называется шагом, расстояние с между соседними рисками – дорожкой.
Болты размещаются в рядовом (рис. 3.10, а) или шахматном порядке (рис. 3.10, б) согласно требованиям табл. 3.9, при этом в расчетных соединениях (стыках и узлах) устанавливается минимальный шаг болтов amin. Он определяется из условия прочности основного металла. Этим достигается экономия материала накладок, фасонок и других элементов в соединении. Максимальное расстояние между болтами amax назначается в нерасчетных (связующих) соединениях для уменьшения количества болтов. Оно определяется устойчивостью более тонкого наружного элемента tmin при сжатии в промежутках между болтами и плотностью соединения растянутых элементов в целях устранения коррозионной опасности (зависит от диаметра болта).
а) б)
Рис. 3.10. Размещение болтов
Таблица 3.9
Размещение болтов
|
Характеристика расстояния |
Расстояние |
|
1. Расстояния между центрами болтов в любом направлении: а) минимальное б) максимальное в крайних рядах при отсутствии окаймляющих уголков при растяжении и сжатии в) максимальное в средних рядах, а также в крайних рядах при наличии окаймляющих уголков: при растяжении при сжатии |
2,5d* 8d или 12t
16d или 24t 12d или 18t |
|
2. Расстояния от центра болта до края элемента: а) минимальное вдоль усилия б) минимальное поперек усилия: при обрезных кромках при прокатных кромках в) максимальное г) минимальное для высокопрочных болтов при любой кромке и любом направлении усилия д) то же максимальное |
2d
1,5d 1,2d 4d или 8t 1,3d
4d |
* В соединяемых элементах из стали с пределом текучести свыше 380 МПа минимальное расстояние между болтами следует принимать равным 3d.
Обозначения, принятые в таблице:
d – диаметр отверстия для болта;
t – толщина наиболее тонкого наружного элемента.
3.2.2. Срезные соединения на болтах нормальной точности
В многоболтовых соединениях при действии продольной силы, проходящей через центр тяжести соединения, распределение этой силы между всеми болтами неравномерно. Однако в пластической стадии за счет текучести материала усилия в болтах выравниваются и расчет каждого болта производится на одинаковое усилие (рис. 3.11, а). Неравномерная работа отдельных болтов нормальной точности учитывается снижением расчетных сопротивлений материала болтов.
|
а) |
б) |
|
|
|
Рис. 3.11. Распределение усилий между болтами:
а – продольной силы; б – изгибающего момента
При недостаточной прочности разрушение обычных болтов происходит в результате их среза по плоскости, совпадающей с поверхностью соприкосновения соединяемых элементов.
При недостаточной толщине соединяемых элементов давление, возникающее между болтами и стенками отверстий, приводит к смятию последних. Расчет на смятие носит условный характер и ведется не по цилиндрической поверхности контакта, а в предположении равномерного распределения перпендикулярно поверхности контакта, т.е. по диаметральной плоскости болта.
Если внешняя сила, действующая на соединение, направлена параллельно продольной оси болтов, то они будут работать на растяжение. При статической работе такого соединения качество отверстий и поверхности болта не играют роли и болты нормальной и повышенной точности работают на растяжение одинаково. Прочность соединения будет определяться прочностью материала болтов на растяжение. В соединениях, работающих на растяжение, применяются болты из тех же сталей, что и для соединений, работающих на сдвиг.
Таблица 3.10