- •Методичні вказівки
- •Полтава 2003
- •I. Вибір сталі для конструкцій і визначення її розрахункових опорів
- •2. Розрахунок елементів сталевих конструкцій при згині
- •3. Розрахунок елементів сталевих конструкцій при центральному розтязі і стиску
- •4. Розрахунок елементів сталевих конструкцій при дії поздовжньої сили зі згином
- •5. Розрахунок зварних з'єднань сталевих конструкцій
- •6. Розрахунок бoлtових з'єднань ctaлевих конструкцій
- •Список літератури
6. Розрахунок бoлtових з'єднань ctaлевих конструкцій
Несуча здатність одного болта при дії зсуваючого зусилля визначається з умови зрізання
,
(127)
і з умови зминання
.
(128)
Необхідна кількість болтів
.
(130)
Несуча здатність одного високоміцного болта у фрикційному з'єднанні
.
(131)
Необхідна кількість високоміцних болтів у з'єднанні
.
(132)
Позначення величин, що входять у формули, наведені в пунктах 11.7, 11.8 і 11.13 СНиП ІІ-23-81* [l].
Задача 6.1. Визначення несучої здатності болтового з'єднання при зрушенні
С
тержень
із двох кутиків
прикріплений до листа товщиною 15 мм
болтами класу точності
класу міцності 5.6 (рис. 9). Кількість
болтів
,
діаметр – максимально можливий при
однорядному розташуванні. Матеріал
з'єднуючих елементів – сталь С345,
коефіцієнт умов роботи конструкції
.
Визначити розрахункову несучу здатність
з'єднання.
Рішення
1.
Максимально можливий діаметр отворів
під болти визначаємо за таблицею рисок
прокатних профілів. При ширині полиці
кутика 125 мм й однорядному розташуванні
болтів
мм. Діаметр болта класу точності
при цьому дорівнює
мм. За таблицею 62 СНиП ІІ-23-81* остаточно
приймаємо (з округленням у меншу сторону)
мм і знаходимо площу перерізу болта
см2.
Рис. 9. Схема болтового кріплення двох кутиків до листа
2.
За таблицею 58 СНиП ІІ-23-81* визначаємо
розрахунковий опір зрізанню болтів
класу 5.6:
.
3.
Для визначення розрахункового опору
зминанню знаходимо в таблиці 51 СНиП
ІІ-23-81* тимчасовий опір менш міцного із
з’єднуючих елементів (лист товщиною
)
.
При цьому розрахунковий опір зминання
із таблиці 59 СНиП ІІ-23-81* дорівнює
.
4.
Коефіцієнт умов роботи з'єднання
визначається за таблицею З5 СНиП ІІ-23-81*
залежно від характеру напруженого
стану, класу точності і розміщення
болтів у стику. Приймаючи більші із
відстаней, наведених у таблиці 39 СНиП
ІІ-23-81*, одержуємо
для всіх випадків розрахунку з'єднання
на болтах класу точності
.
5. Несуча здатність одного болта при зрізанні визначається за формулою (127) СНиП ІІ-23-81*
.
Тут
– кількість розрахункових зрізів болта
при прикріпленні кутиків із двох сторін
листа.
6. Несуча здатність одного болта при зминанні визначається за формулою (128) СНиП ІІ-23-81*
.
Тут
менше із суми товщин двох кутиків і
товщини листа, до якого вони прикріплюються.
7. Розрахункова несуча здатність одного болта дорівнює
.
Розрахункова несуча здатність з'єднання з 8 болтів визначається за формулою (130) СНиП ІІ-23-81*
.
Задача 6.2. Проектування болтового стику
Визначити
необхідну кількість болтів у стику
полос перерізом
мм
на двосторонніх накладках того ж перерізу
при дії розрахункового зусилля
.
Матеріал з'єднуючих елементів – сталь
С275. Болти діаметром
класу точності
,
класу міцності 5.8. Коефіцієнт умов роботи
конструкції
.
Розробити ескіз розміщення болтів у
стику (рис. 10).
Рішення
1.
За таблицею 51 СНиП ІІ-23-81* визначаємо
нормативні опори сталі з'єднуючих
елементів:
,
.
2.
Розрахунковий опір зминання елементів,
що з'єднуються болтами, визначаємо за
таблицею 59 СНиП ІІ-23-81* залежно від
величини і класу точності болтів:
.
3.
Розрахунковий опір зрізанню болтів
класу міцності 5.8 визначаємо за таблицею
56 СНиП ІІ-23-81* :
.
4.
Приймаємо більші із відстаней, зазначених
у таблиці 39 СНиП ІІ-23-81*, і за таблицею
35 СНиП ІІ-23-81* визначаємо значення
коефіцієнта умов роботи з'єднання
.
5. Несучу здатність одного болта при зрізанні визначаємо за формулою (127) СНиП ІІ-23-81*
.
Тут
см2
– площа перетину болта за таблицею 62
СНиП ІІ-23-81*;
– кількість розрахункових зрізів при двосторонніх накладках.
6. Несучу здатність одного болта при зминанні визначаємо за формулою (128) СНиП
.
Тут
– товщина листа, яка менша, ніж сума
товщин двох накладок.
7.
Розрахункова несуча здатність одного
болта дорівнює
.
Необхідну кількість болтів визначаємо
за формулою (130) СНиП ІІ-23-81*
.
Приймаємо 6 болтів.
8.
Розміщення болтів виконуємо відповідно
до таблиці 39 СНиП ІІ-23-81*, приймаючи
більші значення з наведених у таблиці
відстаней (верхні межі відстаней). Для
болтів класу точності
.
Тоді відстань між центрами отворів
дорівнює
мм; відстань від болта до краю елемента
вздовж зусилля дорівнює
мм; те саме поперек зусилля –
мм.
Обчислюємо можливу кількість болтів в одному ряді при ширині листа мм
,
т
обто
5 болтів. Приймаємо розміщення болтів
у два ряди по 3 болти і призначаємо всі
розміри стику відповідно до обчислювальних
значень
,
і
(рис. 10).
Рис. 10. Ескіз розміщення болтів у стику
Задача 6.3. Проектування фрикційного стику на високоміцних болтах
Визначити
необхідну кількість високоміцних болтів
у фрикційному стику двох полос перерізом
мм із двосторонніми накладками такого
ж перерізу при дії статичного навантаження
(рис. 11). Болти виконані зі сталі
"селект", діаметром 24 мм, різниця
діаметрів болтів і отвору – 2 мм.
Оброблення поверхонь з'єднуючих елементів
– газополум’яне без консервації, натяг
болтів контролюється по куту закручування
гайок. Виконати ескіз стику з розміщенням
болтів.
Рішення
1.
За таблицею 61 СНиП ІІ-23-81* визначаємо
нормативний тимчасовий опір високоміцного
болта
.
Розрахунковий опір за формулою (3) СНиП
ІІ-23-81* дорівнює
.
2.
За таблицею 62 СНиП ІІ-23-81* визначаємо
площу перерізу "нетто"
.
3.
За таблицею 36 СНиП ІІ-23-81* визначаємо
коефіцієнт тертя
і коефіцієнт надійності болтового
з'єднання
.
4. Обчислюємо несучу здатність одного болта при одній площині тертя за формулою (131) СНиП ІІ-23-81*
.
5. Задаємося значенням коефіцієнта умов роботи з'єднання згідно з пунктом 11.13 СНиП ІІ-23-81* і за формулою (132) визначаємо необхідну кількість болтів при двох площинах тертя
.
Приймаємо
3 болти і перевіряємо значення коефіцієнта
.
Відповідно до пункту 11.13 СНиП ІІ-23-81* при
кількості болтів
коефіцієнт умов роботи з'єднання
.
6. Повторюємо розрахунок за формулою (132) з уточненим значенням коефіцієнта
.
Остаточно приймаємо чотири болти, що відрізняється від результату розрахунку в пункті 5.
7.
Розміщення болтів у стику проводиться
відповідно до вимог таблиці 38 СНиП
ІІ-23-81*. За умовою задачі діаметр отвору
під болт дорівнює 24+2=26 мм. Відстань між
центрами отворів
мм; відстань від центра отвору до краю
елемента вздовж зусилля
мм,
те саме поперек напрямку зусилля
мм
(рис. 11). Можлива кількість болтів в
одному ряді при ширині з'єднуючого
елемента
мм
дорівнює
Рис. 11. Ескіз розміщення болтів у стику
,
тобто 4 болти в одному ряді. Приймаємо розміщення всіх чотирьох болтів в один ряд, що зменшує довжину накладок.
