5. Розрахунок болтового з'єднання

Завдання для розрахунку наступне.

Розрахувати та законструювати болтове з'єднання прокатної балки настилу (підібраної в задачі 3) з головною балкою робочої площадки в одному рівні. Зусилля для розрахунку прийняти з задачі розрахунку прокатної балки. Болти класу точності В. З'єднання багатоболтове.

Розрахунок включає наступні етапи.

1. Виписуються з сортаменту геометричні характеристики перерізу балки настилу, підібраної або заданої в задачі 3:

двотавр ][ ... : h = … см; t_f = … см; t_w = … см.

Геометричні розміри перерізу головної балки наведені на рис. 11.

2. Визначаються за табл. 51* [1] значення межі текучості R_yn та межі міцності R_un сталі балки настилу та головної балки:

• для балки настилу (фасонний прокат) із сталі класу С … при товщині полиці t_f = … мм:

R_yn = … МПа;

R_un = … МПа.

• для головної балки (листовий прокат) із сталі класу С235 при товщині полиці t = 25 мм:

R_yn = … МПа;

R_un = … МПа.

3. Визначається необхідний клас міцності болтів. Міцність матеріалу болтів має бути не нижчою міцності матеріалу з’єднуваних елементів. Перше число в позначенні класу міцності болтів повинно бути не менше, ніж

R_un / 100 = … ;

друге число – не менше, ніж

(R_yn / R_un ) 10 = … ,

де R_un та R_yn – більше з двох значень (або для балки настилу, або для головної балки), МПа.

Згідно табл. 58* [1] приймаються болти класу міцності … .

4. Визначаються розрахункові опори болтового з'єднання зрізу R_bs та зминанню R_bp .

Згідно табл. 58* [1]

R_bs = … МПа;

Значення R_bp визначається за табл. 59* [1], залежно від меншої межі міцності R_un двох балок. R_un менше для ………… балки – R_un = … МПа. Звідси для болтів класу точності В

R_bp = … МПа.

5. Визначається коефіцієнт роботи болтового з'єднання γ_b .

Згідно табл. 35* [1] для багатоболтового з'єднання.

γ_b = … .

6. Значення ∑t (мінімальної сумарної товщини з’єднуваних елементів, які зминаються в одному напрямку) приймається меншим з двох значень:

t_s = … см або t_w = … см.

Остаточно:

∑t = … см.

7. Кількість зрізів одного болта n_s = … .

8. Приймаються попередньо болти М20. Діаметр болтів рівний d = 2 cм. Площа стержня болта "брутто" (за табл. 62* [1]):

A_b = … см².

9. Визначаються максимально можливі розрахункові зусилля, які можуть бути сприйняті одним болтом:

• при роботі з'єднання на зріз

N_bs = R_bs γ_b A_b n_s / 10 = … кН;

• при роботі з'єднання на зминання

N_bp = R_bp γ_b d ∑t /10 = … кН.

Мінімальна несуча здатність болта:

N_{b, min} = … кН.

10. Розрахункове зусилля, яке діє на з'єднання, рівне опорній реакції балки настилу (див. задачу 3):

N = Q_max = … кН.

11. Визначається необхідна кількість болтів:

n = N / (N_{b, min} γ_c ) = … шт.

Приймається … болта (число заокруглюється в більшу сторону).

12. Виконується конструювання з'єднання (рис. 12). Болти в з'єднанні розміщуються згідно з вимогами табл. 39 [1], враховуючи, що діаметр отвору під болт на 2…3 мм більший від зовнішнього діаметру стержня болта.

Рис. 11. Переріз головної балки (до задачі 5)

Рис. 12. Схема болтового з'єднання (до задачі 5)

РЕКОМЕНДОВАНА ЛІТЕРАТУРА

1. СНиП ІІ-23-8І*. Стальные конструкции / Госстрой СССР.- М.: ЦИТП Госстроя СССР, 1991. – 96с.

2. Бабич В.І., Огороднік В.І., Романюк В.В. Таблиці для проектування будівельних конструкцій. Довідник. – Рівне, 1999. – 506 с., 394 табл., бібліогр.: 35 назв.

3. Металеві конструкції. Практикум: Навчальний посібник. – В.В. Романюк. – Рівне: 2000. – 203 с., 41 табл., бібліогр.: 6 назв.

4. Романюк В.В. Робочі майданчики виробничих будівель: Навч. посібник. – Рівне: НУВГП, 2006. – 281 с.

5. Романюк В.В. Розрахунок елементів і з’єднань металевих конструкцій: Навч. посібник. – Рівне: НУВГП, 2008. - с.

ДОДАТКИ

Таблиця 1

Нормативні і розрахункові опори розтягу, стиску та згину

листового і фасонного прокату за ГОСТ 27772-88 для стальних

конструкцій будівель і споруд (витяг з табл. 51* [1])

Сталь	Товщина прокату, мм	Нормативний опір , МПа		Розрахунковий опір , МПа
		листового	фасонного	листового	фасонного
С 235	2 … 20	235	235	230	230
	> 20 … 40	225	225	220	220
	> 40 …100	215	-	210	-
	> 100	195	-	190	-
С 245	2 … 20	245	245	240	240
	> 20 … 30	-	235	-	230
С 255	2 … 3,9	255	-	250	-
	4 … 10	245	255	240	250
	> 10 … 20	245	245	240	240
	> 20 … 40	235	235	230	230
С 275	2 … 20	275	275	270	270
	> 10 … 20	265	275	260	270
С 285	2 … 3,9	285	-	280	-
	4 … 10	275	285	270	280
	> 10 … 20	265	275	260	270

Таблиця 2

Коефіцієнти φ поздовжнього згину центрально-стиснутих

елементів (витяг з табл. 72 [1])

Гнучкість λ	Коефіцієнти φ для елементів зі сталі з розрахунковим опором , МПа
	200	240	280	320	360
10	988	987	985	984	983
20	967	962	959	955	952
30	939	931	924	917	911
40	906	894	883	873	863
50	869	852	836	822	809
60	827	805	785	766	749
70	782	754	724	687	654
80	734	686	641	602	566
90	665	612	565	522	483
100	599	542	493	448	408
110	537	478	427	381	338
120	479	419	366	321	287
130	425	364	313	276	247
140	376	315	272	240	215
150	328	276	239	211	189
160	290	244	212	187	167
Примітка. Значення коефіцієнтів φ в таблиці збільшені в 1000 разів.

33