21) Предельные состояния и расчет внецентренно растянутых и внецентренно сжатых элементов.
Предельным считается состояние, при котором конструкция перестает удовлетворять эксплуатационным требованиям или требованиям при производстве работ.
Различают две группы предельных состояний: первая – непригодность к эксплуатации по причине потери несущей способности (устойчивости; разрушение; изменяемая система; перемещения); вторая – по затруднению нормальной эксплуатации сооружений (снижающие долговечность из-за прогибов, осадок, трещин).
22) Типы болтов и их соединений.
В строительстве применяются болты d 10…30мм, анкерные 23…90мм, длина болтов L=100…300мм.
Классы болтов:
1.Болты грубой и нормальной точности: из низкоуглеродистой стали, класс прочности 4.6 и 5.6 (Первое число, умноженное на 100, определяет минимальное значение временного
сопротивления в МПа; второе число, умноженное на 10, определяет отношение в % предела
текучести к временному сопротивлению 100%. Rуп Rип ), устанавливаются в отверстия на 3 мм большего диаметра болта, т.е. dотв=dболта+3мм., соединения получаются деформирующими.
2.Болты повышенной прочности: устанавливаются в отверстия диаметром, равным диаметру отверстия, соединение - чистое.
3.Высокопрочные: из высокопрочной термически упрочнённой стали, Ru≥110кН/см2, отверстия на 3мм больше, соединение работает за счёт трения между соединяемыми элементами, натяжение болта контролируется специальными тарировочными ключами, поверхности соединяемых элементов д.б. тщательно обработаны и очищены от пыли и грязи.
4.Анкерные болты: повышенный диаметр, предназначаются для соединения базы колонны с фундаментом.
23) Работа и расчет болтовых соединений на срез и смятие.
Расчетное усилие, которое может быть воспринято одним болтом (несущая способность
болта) на срез, определяется по формуле: N bs =R bs * γ b *A*n s ,
на смятие, определяется по формуле : N bp =R bp * γ b *d*∑tmin,
Rbs, Rbр– расчетные сопротивления болтовых соединений на срез, смятие и растяжение;
Rbs,– зависят от класса прочности болта;
Rbp – зависят от класса точности болта и временного сопротивления стали (Run);
А – расчетная площадь сечения стержня болта;
d – наружный диаметр стержня болта;
ns – число расчетных срезов одного болта;
γb – коэффициент условий работы соединения;
min ∑t - наименьшая суммарная толщина элементов, сминаемых в одном направлении.
Несущая способность болта на растяжение : N b =R bt*Abn
принимая, что силы между болтами распределяются равномерно.
Аbn – площадь сечения болта нетто (т.е. без учета резьбы, см СНиП табл. 62*).
Количество болтов в соединении определяют по формуле: n=N/ γ c*Nmin
Nmin – меньшее из значений расчетного усилия для одного болта;
24) Работа и расчет соединений на высокопрочных болтах
Расчетное усилие Qbh, которое может быть воспринято каждой поверхностью трения
соединяемых элементов, стянутых одним высокопрочным болтом, следует определять по формуле:
Qbh= R bh * γ b *Abn*μ
где Rbh – расчетное сопротивление растяжению высокопрочного болта;
µ – коэффициент трения, принимаемый по табл. 36* СНиП;
γh – коэффициент надежности, принимаемый по табл. 36* СНиП;
Abn – площадь сечения болта нетто, определяемая по табл. 62* СНиП;
γb – коэффициент условий работы соединения, зависящий от количества n болтов, необходимых
для восприятия расчетного усилия, и принимаемый равным:
0,8 при n < 5;
0,9 при 5 ≤ n < 10; 4
1,0 при n ≥ 10.
Количество n высокопрочных болтов в соединении при действии продольной силы следует
определять по формуле : n≥N/ Qbh*k* γc
где k – количество поверхностей трения соединяемых элементов.
Натяжение высокопрочного болта следует производить осевым усилием P = Rbh *Abn.