22. Конструирование болтовых соединений. Нормы расстановки болтов.
При конструировании соединения следует стремиться к наилучшей передаче усилия с одного элемента на другой кратчайшим путем при одновременном обеспечении удобства выполнения соединения. В стыках и узлах прикреплений (для экономии материала накладок) расстояние между болтами должно быть минимальным. В слабо работающих (связующих, конструктивных) соединениях расстояние должно быть максимальным, чтобы уменьшить число болтов. Болты располагают в соединении по прямым линиям — рискам, параллельным действующему усилию. Расстояние между двумя смежными рисками называется дорожкой, а расстояние между двумя смежными по риске болтами — шагом (рис. 4.10). Расстояние между центрами болтов и заклепок принимают по СНиП II-23-81*. Минимальное расстояние, указанное в СНиП II-23-81*, определяют условиями прочности основного материала. Максимальное расстояние определяют устойчивостью сжатых частей злементов в промежутках между болтами или условием плотности соединения растянутых элементов во избежание попадания в щели влаги и пыли, способствующих коррозии элемента. В профильных элементах (уголках, двутаврах, швеллерах) положение рисок и возможные диаметры отверстий должны отвечать требуемой прочности элемента и практической возможности постановки болтов в соединениях. Риски на профильных элементах приведены в справочниках металлических конструкций (МК). Рис. 4.10. Размещение отверстий
23. Балочные конструкции. Общая характеристика. Типы балок.
Балки являются основным и простейшим конструктивным элементом работающим на изгиб. Широкое распространение балок определяется простотой конструкции изготовления и надежностью в работе. Для небольших пролетов (до 15 – 20 м) наиболее рациональны сплошные балки. При больших пролетах (36 м и более) используют двухстенчатые (коробчатого сечения) балки. Балки применяют в конструкциях гражданских и промышленных зданий. Используются они в основном в качестве несущих элементов междуэтажных перекрытий, покрытий, рабочих и технологических площадок. Кроме того, применяются в мостах, эстакадах и в качестве подкрановых конструкций для мостовых кранов.
1. Типы балок. У металлических балок основным типом является двутавровое симметричное сечение. Мерой эффективности, т. е. выгодности сечения балки как конструкции, работающей на изгиб, является отношение момента сопротивления к площади сечения, равное ядровому расстоянию p=W/A. Сравнение на рис. 5.1, показывает, что двутавровое сечение выгоднее прямоугольного в 2 и круглого в 3 раза, так как в этом сечении распределение материала наилучшим образом соответствует распределению нормальных напряжений от изгиба балки. Поэтому металлические балки конструируют главным образом двутаврового сечения, чему способствует хорошая работа металла на касательные напряжения, позволяющая делать стенку балки достаточно тонкой. Рис. 5.1. Сравнение ядровых расстояний круглого, прямоугольного и двутаврового сечений.
В зависимости от нагрузки и пролета применяют балки двутаврового и швеллерного сечения, прокатные или составные — сварные, болтовые или клепаные (рис. 5.2). Предпочтение отдается прокатным балкам как менее трудоемким, но ограниченность сортамента делает невозможным их применение при больших изгибающих моментах.
Рис. 5.2. Сечения балок а — прокатные; б — прессованные; в — сварные; г — клепаные и болтовые. В строительстве нашли применение тонкостенные балки, балки из гнутых профилей, прессованные, составные из алюминиевых сплавов, а также бистальные балки, т. е. балки, сваренные из двух марок стали, и балки предварительно напряженные.