- 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 |