5.10.2. Монтажный стык на высокопрочных болтах

Монтажные стыки на высокопрочных болтах выполняются с накладками (по три на каждом поясе и по две на стенке (рис. 5.15).

Усилие с одного элемента на другой передается за счет сил трения, возникающих между соприкасающимися плоскостями, стянутыми высокопрочными болтами. Площади сечения накладок должны быть не меньше площади сечения перекрываемого ими элемента. Наиболее применяемые в конструкциях средней мощности диаметры высокопрочных болтов и их площади сечения приведены в табл. 5.11.

Рис. 5.15. Монтажный стык главной балки на высокопрочных болтах

Таблица 5.11

Размеры высокопрочных болтов

db, мм	16	20	24	30
Ab, см2	2,01	3,14	4,52	7,06
Abn, см2	1,57	2,45	3,52	5,60

Диаметры болтов во фрикционном соединении принимают не менее толщины наиболее толстого из соединяемых элементов. При большом количестве болтов в соединении их диаметр назначают возможно большим.

При выполнении стыка на высокопрочных болтах рекомендуется принимать один диаметр болтов для поясов и стенки.

Принимаем болты d_b = 24 мм. Диаметр отверстия d под болт делается на 2 – 3 мм больше d_b. Назначаем отверстие d = 26 мм.

Размещение болтов производится согласно требованиям, приведенным в табл. 3.9.

Минимальное расстояние между центрами болтов (шаг болтов) в расчетных соединениях определяется условиями прочности основного металла и принимается в любом направлении равным a_min = 2,5d = 2,5 · 26 = 65 мм.

Принимаем а = 70 мм.

Максимальное расстояние между болтами определяется устойчивостью сжатых частей элементов в промежутках между болтами (в крайних рядах при отсутствии окаймляющих уголков a_max ≤ 12t_min = 12 · 10 = 120 мм, где t_min – толщина наиболее тонкого наружного элемента) и обеспечением плотности соединения:

Минимальное расстояние от центра болта до края элемента для высокопрочных болтов в любом направлении усилия

с_min ≥ 1,3d = 1,3 · 26 = 33,8 мм.

Принимаем с = 50 мм. Ширина верхней накладки пояса принимается равной ширине пояса балки b_nf = b_f = 450 мм.

Ширина каждой нижней накладки пояса определяется:

b^′_nf = [b_f – (t_w + 2k_f + 2Δ)] / 2 = [450 – (12 + 2 ∙ 7 + 2 ∙ 10)] / 2 = 202 мм,

где Δ = 10 – 15 мм – конструктивный зазор.

Толщина каждой накладки пояса

_{tnf = tf /2 + 2 = 25 / 2 + 2 = 14,5 мм.}

Принимаем верхнюю накладку из листа 45014 мм с площадью сечения А_nf = 63 см² и две нижних накладки из листа 20014 мм с площадью сечения А^′ _nf = 28 см².

Суммарная площадь накладок

А_n = А_nf + 2А^′ _nf = 63 + 2 ∙ 28 = 119 см² > А_f = 112,5 см².

Горизонтальные болты располагаем в 4 ряда на одной полунакладке.

Определяем длину двух вертикальных накладок:

l_nw = h_w – 2(t_nf + Δ) = 1500 – 2 (14 + 10) = 1450 мм.

Ширина вертикальных накладок

b_nw = 2а + δ + 4c = 2 · 70 + 10 + 4 · 50 = 350 мм,

где δ = 10 мм – зазор между элементами.

Толщину каждой вертикальной накладки t_nw принимаем равной толщине стенки t_w за вычетом 2 – 4 мм, но не менее 6 мм (t_nw = 10 мм).

Минимальное количество вертикальных рядов принимается равным двум. Расстояния между вертикальными рядами болтов принимаются минимальными. Расстояния между горизонтальными рядами принимаются близкими к максимальным, количество горизонтальных рядов должно быть четным.

Максимальное расстояние между крайними горизонтальными рядами болтов (с учетом расстояния до края элемента с = 50 мм)

а₁= 1450 – 2 ∙ 50 = 1350 мм.

Стык осуществляем высокопрочными болтами d_b = 24 мм из стали 40Х «селект», имеющей наименьшее временное сопротивление

R_bun = 1100 МПа = 110 кН/см² (табл. 5.12).

Таблица 5.12