Конструирование болтовых соединенией

При конструировании болтовых соединений сле­дует стремиться к передаче усилия с одного элемента на другой кратчайшим путем при одновременном обеспе­чении удобства выполнения соединения. Для удобства производства работ центры болтов располагают в сое­динении по прямым линиям – рискам, параллельным действующему на соединение усилию. Расстояние меж­ду двумя соседними рисками называют дорожкой, а рас­стояние между соседними по риске болтами – шагом. Расстояние между центрами болтов нормируется. Разме­щение болтов по рискам может быть рядовым или шах­матным.

В стыках и узлах прикрепления элементов для уменьшения расхода металла на накладки необходимо принимать минимальный шаг болтов. В слабонагружен­ных соединениях (связующих или конструктивных) рас­стояние между болтами необходимо назначать макси­мальным для уменьшения их количества.

В фасонном прокате (уголки, двутавры, швеллеры) положение рисок и максимальные диаметры отверстий приведены в специальных нормалях исходя из проч­ности профиля и возможности постановки болтов в сое­динениях.

При конструировании болтовых соединений сле­дует стремиться к применению болтов одного диаметра в пределах каждого конструктивного элемента и к наи­меньшему числу диаметров болтов в сооружении.

Стыки и прикрепления листового металла могут выполняться внахлестку и встык с применением од­носторонних или двусторонних накладок. Предпочтение отдается соединениям с двусторонними накладками, обеспечивающим симметричный силовой поток при пе­редаче усилия с одного элемента на другой. Стыки фа­сонного проката выполняют при помощи накладок. Уголковые соединения, как правило, стыкуются уголко­выми накладками тех же профилей. Швеллеры и дву­тавры стыкуются при помощи листовых накладок.

При постановке болтов в стесненных условиях необходимо обеспечивать минимальные габариты для работы с гаечным ключом или головкой гайковерта.

Для нормальной работы соединения на высокоп­рочных болтах действительная сила трения должна стро­го соответствовать расчетной, что достигается опреде­ленной технологией контролируемого натяжения болтов по моменту закручивания или углу поворота.

После сборки соединения и установки сборочных пробок все свободные отверстия заполняют высокоп­рочными болтами. Затем пакет собранного соединения предварительно стягивают для закрытия зазоров между деталями. Т.к. в процессе постепенного уплотнения па­кета натяжение ранее поставленных болтов неизбежно будет ослабевать, то гайки на всех болтах подтягивают многократно.

Для облегчения пользования кондукторами для сверления отверстий желательно иметь шаг и дорожку, кратные 40 мм.

Обычные болты грубой и нормальной точности. Диаметр отвертстий на 2..3 мм больше диаметра болта.

Обычные болты повышенной точночти. Диаметр отверстий равен диаметру болта. Как следствие, из-за сложности выполнения такого соединения его редко применяют.

Регламентируют минимальные и максимальные расстояние между болтами. Минимальное назначается исходя из сечения деталей и удобства закручивания, максимальное против потери устойчивости.

22 Работа и расчет центрально растянутых элемен­тов МК

Поведение под нагрузкой центрально растянутого элемента, а так же центрально сжатого при условии обеспечения его устойчивости, полностью соответствует работе материала при простом растяжении – сжатии.

Предполагается, что напряжения в поперечном се­чении таких элементом распределяются равномерно. Для обеспечения несущей способности таких элементов необходимо, чтобы эти напряжения от расчетных наг­рузок в сечении с намиеньшей площадью не превышали расчетного сопротивления.

Расчет растянутого стержня выполняется по-раз­ному в пределах упругой работы и с допущением плас­тических деформаций.

1 Упругая работа (R_y <= 440 МПа)

σ_max / R_y <= 1

N / (A_n R_y γ_c) <= 1 (1 класс конструкций, 1 б ГПС).

2 Допущение пластических деформаций (R_y > 440)

σ_max / R_u <= 1

N / (A_n (R_y / γ_u) γ_c) <= 1

Результат R_y / γ_u при γ_u = 1,3 меньше, чем R_y для той же стали. Расчет применяется, так как певый тип расчета для такой стали не дает надежных результатов в силу высокого значения предела текучести.

(квази 3 класс конструкций, 1 а ГПС).

Проверка по второй группе ГПС если и выпол­няется, то сводится к сравнению удлинения элемента с предельно допустимым значением.

23 Предельные состояния и расчет изгибаемых эле­ментов

------------- I ГПС -------------

Подгруппа 1 а – по несущей способности. Расч. нагр-ки.

1 Пластическое, хрупкое и усталостное разруше-ния;

2 Потеря устойчивости формы или положения;

3 Переход конструкции в изменяемую систему.

Подгруппа 1 б – полная непригодности к дальнейшей эксплуатации.

1 Наступление текучести материала;

2 Качественные изменения конфигурации в результате чрезмерных пластических деформаций;

3 Неупругие сдвиги в соединениях.

------------- II ГПС -------------

Подгруппа 2 а – Непригодность к нормальной эксплуатации. Нормативные значения нагрузок.

1 Сверхнормативные упругие прогибы балочных конструкций;

2 Значительные колебания и вибрации.

-------------

‑ Допущение пласт. деформаций СХЕМА, ЭПЮРЫ

c_x,y – коэффициент для расчета с условием развития пластических деформаций. Относительно осей.

1 Расчет прочности по σ

σ_max / R_y <= 1

M_max / (c_x W_xn R_y γ_с) <= 1 (2 класс, 1б ГПС)

?? 2 Расчет прочности по τ

τ_max / R_s <= 1

Q_max S_x / (I_x t_w R_s γ_с) <= 1 (2 класс, 1б ГПС)

3 Расчет прочности по приведенным напряжениям с допущением пластических деформаций

0,87 σ_пр,max / (R_y γ_c) <= 1

σ_пр = sqrt(σ_x² + σ_y² + σ_x σ_y + 3 τ²_xy)

σ_y = σ_loc;

σ_y,loc^a = F / (l_ef t_w);

l_ef = b + 2 (t_f + k_f (или R))

σ_x^a = M_i d / I_x;

τ_xy,a = Q_i S_xa / (I_x t_w) – формула Журавского.