28. Конструктивные требования к сварным соединениям.

1. Для уменьшения сварочных напряжений и деформаций рекомендуется принимать швы наименьшей толщины и катета, а также избегать пересечение швов и их близкого расположения (≈50 мм).

2. Выбор катета шва.

k _f => ≥ k_f^р по расчету,

≥ k_f^min т 38 СП16,

≤ k_f^max =1.2 t_min ,

t_min- меньшая из толщин эл-ов

Исключение:

- по перу k_fⁿ<=0,9t_уг

- по обушку по общим правилам

При сварке полок прокатных профилей вдоль кромок, имеющих закругление максимальный катет шва определяется в зависимости от толщины полки.

3. Выбор длины сварного шва.

l _ω => ≥l_ω^р – по расчету,

≥l_ω^min, ≥ 4 k_f; ≥40 мм(60мм для ферм)

≤l_ω^max =85β_f ·k_f – только для фланговых швов, т.к. при длинных швах крайние участки испытывают перенапряжения, а средние недонапряжения.

4. Напуск листов в соединениях в нахлестку принимаем ≥5 t_min

5. При сварке несимметричных прокатных профилей усилия на сварные швы распределяются обратно пропорционально расстоянию от центра тяжести сечения до противоположного сварного шва

N_об=N·(b-z₀)/b≈N·K_об,

N_П=N·z₀/b≈N·K_П,

Для равнополочных уголков → K_об=0,7; K_П=0,3.

31. Особенности работы и расчета соединений на высокопрочных болтах (фрикц-ые соединения).

В болтовых соединениях всегда возникают силы трения между соприкасающимися поверхностями в результате стягивания элементов соединения болтами. Однако в том случае, когда сила натяжения болта не контролируется, трение при расчет не учитывается. В том числе и соединения на высокопрочных болтах рассчитываются как обычное болтовое соединение.

Фрикционное соединение – это соединение с контролируемым натяжением болта.

P_b= R_bh· A_bn

P_{b –} усилие натяжения высокопрочного болта.

A_bn - площадь сечения стержня болта резьбовой части нетто (Г9 СП16).

R_bh – расчетное сопротивление болта растяжению, R_bh = 0.7 R_bun (п 6.7 СП16)

R_bun – нормативное временное сопротивление болта (тГ9СП16)

Расчетное усилие (несущая способность), которое может быть воспринято каждой плоскостью трения соединяемых элементов, стянутых одним высокопрочным болтом.

Q_bh=(R_bh·A_bn· μ)/ γ_h, кН

μ – коэффициент трения

γ_h – коэффициент надежности соединения (т42).

При действии продольной силы N требуемое количество болтов соединения

n ≥ N/(Q_bh ·K_тр·γ_b·γ_C)

K_тр – количество плоскостей трения

γ_b – коэффициент условий работы болтового соединения.

γ_b = 0.8 при n < 5

γ_b = 0.9 при 5 ≤ n < 10

γ_b = 1 при n ≥ 10

Во фрикционных соединених усилия натяжения болтов контролируются либо по углу поворота гайки, либо по моменту закручивания.

Расчет на прочность соединяемых элементов, ослабленных отверстиями под высокопрочные болты проводится в соответствии со СП.

Высокопрочные болты применяются в монтажных стыках и в жестких узлах сопряжения элементов.

29. Болтовые соединения: типы и классы болтов.

Достоинства: 1) простота соединения, 2) надежны в работе, 3) незаменимы в сборно-разборных констр-циях.

Недостатки: 1) более металлоемкие, 2) ослабляют сечение элементов отверстиями.

Виды болтов:

1. Болты грубой точности (класс точности С). Выполняют из углеродистой стали, d_отв=d+3..4мм. Отверстия для болтов выполняют по группе С, т.е. продавливанием или сверлением в отдельных эл-тах. В рез-те несовпадения осей отверстий, отверстие под болт имеет не гладкую поверхность (черноту), что исключает плотную посадку болтов.

+: простота соединения

-: повышенная деформативность при работе на сдвиг и неодновременное вступление болтов в работу. Принимают для конструктивных соединений.

2. Болты нормальной точности (класс точности В). Изготовляют из углеродистой стали иногда с последующей термообработкой. d_отв =d+2…3 мм. Отверстия выполняют по группе С или В.

Способы образования отверстий соединяемых элементов:

1) сверление отверстий в соединяемых эл-тах через специальные кондукторы или шаблоны,

2) рассверловкой отверстий до расчетного диаметра после сборки эл-та с ранее образованными отверстиями меньшего диаметра,

3) сверлением отверстий расчетного диаметра в собранных элементах.

При отверстиях по группе В болты применяют в расчетных и связующих соединениях, а когда по группе С – в монтажных не расчетных соединениях.

3. Болты повышенной точности (класс точности А) изготавливают из углеродистой стали точением. Поверхность болта обтачивается и имеет строго-цилиндрическую форму.

d_отв =d+0.25…0.3 мм. Отверстия выполняют по группе В.

+: одновременное вступление болтов в работу, хорошо работают на сдвиг и малодеформативны

-: сложность установки, высокая стоимость.

4. Высокопрочные болты (являются болтами нормальной точности). Изготовляют из легированных сталей 40Х , 30Х3МФ,50Х2.

d_отв =d+2..3 мм.

Соединения на высокопрочных болтах, устанавливающих в соответствии с требованиями норм, являются сдвигоустойчивыми, работающими за счет сил терния - фрикционные.

Эти болты устанавливают следущим образом. Гайки болтов затягивают с усилием тарировочным ключом, позволяющим создать и контролировать силу натяжения болтов. По истечению 8 часов усилие напряжения контролируют

динамометрическим ключом и записывают в журнал.

5. Самонарезающие болты. Имеют резьбу по всей длине стержня для завинчивания в ранее образованные отверстия соединяемых деталей.( d до 6 мм)

+: необходимость доступа к поверхности только с одной стороны