- примеры расчета сварных соединений.

11.2 Болтовые соединения

11.2.1 Болтовые соединения без контролируемого натяжения

11.2.1.1 Для болтов класса прочности 10.9 и высоко прочных расчетные сопротивления срезу и растяжению следует определять по тем же формулам табл. 5 СНиП РК 5.04-23-2002, что и для болтов класса прочности 8.8.

Расчетные сопротивления срезу Rbs и растяжению Rbt болтов класса прочности 10.9 и высокопрочных приведены в табл. 45.

Таблица 45

Напряженное состояние

Условное

обозначение

Расчетное сопротивление, МПа (кгс/см2), болтов

класса прочности 10.9

высоко прочных с

Rbun =1100 МПа (110 кгс/мм2)

Срез

Растяжение

Rbs

Rbt

400 (4000)

500 (5000)

440 (4400)

550 (5500)

Предельные усилия болтов на растяжение, срез и смятие элементов приведены в табл. 46.

Таблица 46

Класс

прочности

болта

Напряженное состояние

Временное сопротивле ние стали, МПа(кгс/мм2)

Предельное усилие, кН, одного болта (на срез - на одну плоскость) диаметром, мм

16

20

22

24

27

30

36

42

48

5.6

Растяжение Срез

-

-

33,0 34,4

51,4 53,7

-

73,9 77,3

-

-

-

-

-

5.8

Растяжение Срез

-

-

31,4 36,2

49,0 56,5

-

70,4 81,3

-

-

-

-

-

8.8

Растяжение Срез

-

-

62,8 57,9

98,0 90,4

-

141,0 130,0

-

-

-

-

-

10.9

Растяжение Срез

-

-

78,5 72,4

122 113

151

137

176,0 163,0

-

-

-

-

-

110

(по ГОСТ 22353)

Растяжение Срез

-

-

-

-

135 124

167 150

194,0 179,0

252 226

308 280

454 402

616 548

809

717

110

(по ТУ 14-4-1345-85)

Растяжение Срез

-

-

-

-

135 97,0

167 117

194,0 141,0

252 180

308

224

454 321

616 441

809 582

Все классы

прочности

Смятие с учетом

?? b = 0,9,

рассчитанное по формуле (155)

СНиП РК

5.04-23-2002

(??t = )

345 (35)

58,3

72,9

80,2

87,5

98,4

110

131

153

175

355 (36)

60,5

75,6

83,2

90,7

102

113

136

159

181

365 (37)

63,4

79,2

87,1

95,0

107

119

143

166

190

370 (38)

64,8

81,0

89,1

97,2

109

122

146

170

194

380 (39)

67,7

84,6

93,1

102

114

127

152

178

203

390 (40)

69,8

87,3

96,0

105

118

131

157

183

210

400 (41)

73,9

90,9

100

109

123

136

164

191

218

410 (42)

75,6

94,5

104

113

128

142

170

198

227

420 (43)

78,3

97,9

108

118

132

147

176

206

235

430 (44)

81,4

102

112

122

137

153

183

214

244

440 (45)

84,4

105

116

127

142

158

190

222

253

450 (46)

87,3

109

120

131

147

164

196

229

262

460 (47)

90,2

113

124

135

152

169

203

237

271

470 (48)

93,4

117

129

140

158

175

210

245

280

480 (49)

96,5

121

133

145

163

181

214

253

289

490 (50)

99,5

124

137

149

168

187

224

261

295

500 (51)

103

127

142

154

174

193

232

270

302

510 (52)

106

133

146

159

179

199

239

279

319

520 (53)

110

137

151

164

185

205

247

288

329

530 (54)

113

141

155

169

191

212

254

296

339

540 (55)

116

145

160

175

196

218

262

305

349

550 (56)

120

150

165

180

202

225

270

314

359

560 (57)

123

154

170

185

208

231

278

324

370

570 (58)

127

159

174

190

214

238

285

333

381

580 (59)

130

163

179

196

220

245

294

342

391

11.2.1.2 При расчете многоболтовых соединений без контролируемого натяжения по формулам (154), (155) СНиП РК 5.04-23-2002 следует учитывать коэффици енты условий работы соединений

??b = ??b1 ??b2 . (94)

При определении расчетного усилия Nb, которое может быть воспринято одним болтом многоболто вого соединения при расчете на срез и смятие, для болтов класса точности А ??b1 = 1, для болтов клас сов точности В и С ??b1 = 0,9. В расчете на смятие соединяемых элементов конструкций из стали с пределом текучести до 380 МПа (3900 кгс/см2) при расстояниях: а (вдоль усилия от края элемента до центра ближайшего отверстия), равном или больше 2d, и b (между центрами отверстий), равном или больше 2,5d (d - диаметр отверстия), коэффициент ??b2 = 1. При а = l,5d, а в многоболтовом соедине нии при a = 1,5d и b = 2d ??b2 = 0,85.

При значениях а, промежуточных между 1,5d и 2d, и b - между 2d и 2,5 d ??b2 следует определять линейной интерполяцией. При этом в случае одно временного уменьшения а и b следует принимать меньшее значение ??b2.

Пример. Соединение с болтами класса точности В - ??b1 = 0,9; а = 1,8d; ??b2 = 0,94; b = 2,1d; ??b2 = 0,88.

Принимаем ??b2 = 0,88; ??b = ??b1 ??b2 = 0,9 х 0,88 = 0,792.

11.2.2 Болтовые соединения с контролируемым натяжением

11.2.2.1 Фрикционные соединения на высокопрочных болтах

Проверку прочности фрикционного соеди нения на высокопрочных болтах следует выполнять исходя из условия

T ?? Qbh = Rbh Abn ?? ??b / ??h , (95)

где Т - сдвигающее усилие от учитываемых рас четных нагрузок, приходящееся на один болто контакт, определяемое в предполо жении равномерного распределения пол ной сдвигающей силы между болтами. Мо мент, действующий в плоскости соедине ния, уравновешивается парами сдвигаю щих усилий, одинаковых по величине и приходящихся на один болт (в предполо жении прямоугольных эпюр распределения усилий между болтами). Между эле ментами стыка или узла усилия распреде ляются без учета податливости фрикцион ных соединений и в предположении упру гой работы стали;

Qbh - расчетное сдвигающее усилие, которое может быть воспринято каждой контакт ной поверх ностью соединяемых элемен тов, стянутых одним болтом;

Rbh - расчетное сопротивление высокопрочного болта растяжению при предварительном нап ряжении с обжатием пакета, принимае мое в соответствии с п. 3.7 СНиП РК 5.04- 23-2002. Расчетное сопротивление увеличено и на значено с учетом экономически оправдан ного числа болтов (1 - 2 болта из 1000), разрушающихся при натяжении с контро лируемым усилием Р = 0,7Rbun Abn. При этом среднестатистическое значение уси лия натяжения болтов на 8 - 10 % превыша ет контролируемое;

Аbn - площадь сечения болта „нетто", принимае мая по табл. 62 СНиП РК 5.04-23-2002. Значения конт ролируемого усилия натяжения Р для высокопрочных болтов из стали 40Х „селект" приведены в табл. 47;

?? - коэффициент трения, принимаемый по табл. 37 СНиП РК 5.04-23-2002 и зависящий от способа обработки (очистки) соединяемых поверхностей. Нормы регламентируют средние статистические (наиболее вероят ные) коэффициенты трения. Согласно ре зультатам исследований установлено, что коэффициенты трения не зависят от проч ности стали соединяемых элементов. В фрикционных соединениях с числом бол тов в узле до четырех, выполненных из стали с временным сопро тивлением не бо лее 370 Мпа (3750 кгс/см2), разрешается вместо газопламенной обработки исполь зовать внедряемый проволочный элемент в виде звезды, изготовленный из высоко прочной проволоки по ГОСТ 9389, ГОСТ 7372, ГОСТ 14963 в соот ветствии с табл.48.

Таблица 47

Номинальный диаметр

db , мм

16

20

22

24

27

Р, кН (тс)

121

189

233

271

353

(12,1)

(18,9)

(23,3)

(27,1)

(35,3)

Таблица 48

Номинальный

диаметр болта,

мм

Усилие натяжения

болта, кН (тс)

Диаметр

проволоки, мм

Длина

проволоки,

мм

Внутренний

диаметр прово лочного элемента, мм

Высота

волны, мм

Число

волн

22

233(23,3)

0,7

141

32

5

7

24

271 (27,1)

0,8

142

34

5

7