Для фрикционных соединений допускает ся обработка контактных поверхностей ротационным способом стальными шари ками [37] с коэффициентом трения ?? = 0,50, а также пескоструйным, дробеметным или дробеструйным способом одной поверхности, стальными щетками - дру гой поверхности с коэффициентом трения ?? = 0,42;
?? b - коэффициент условий работы, опреде ляемый в соответствии с п. 11.13 СНиП РК 5.04-23-2002 и учитывающий уменьше ние сдвигающего усилия, приходящегося на один болт, из-за уменьшения числа бол тов в соединении. С уменьшением числа болтов в результате неблагоприятного влияния статистического разброса усилий натяжения болтов и коэффициентов тре ния в зоне плотного контакта увеличивает ся вероятность снижения сопротивления сдвигу, приходящегося на один болт;
??h - коэффициент надежности, принимаемый по табл. 37 СНиП РК 5.04-23-2002 и учитывающий требуемую степень сдвигоустойчивости соединения, а также изменчивость ко эффициентов трения и усилий натяжения болтов (в многоболтовых соединениях).
Предусматривается две степени сдвигоустойчивости соединения - повышенная и нормаль ная. Требуемая степень сдвигоустойчивости зависит от разности номинальных диаметров отверстий и болтов ?? и от характера нагрузок - динамической (если наряду со статическими воспринимаются также учитываемые в расчете подвижные, вибра ционные, ударные или другие динамические нагруз ки) или только статической. Повышенная сдвиго-устойчивость требуется для ?? ?? при динами ческой и ?? ?? при статической нагрузках, а нормальная сдвигоустойчивость для ?? ?? при динамической и ?? ?? при статической нагрузках.
Разность диаметров отверстий и болтов в значи тельной степени определяет величину смещений в центрах соединений после преодоления сил трения и общих перемещений в конструкции, а также пере распределение усилий в статически неопределимых конструкциях. Небольшие сдвиги могут нарушать геометрию конструкции и строительный подъем, и их следует рассматривать как пре дельное состояние II группы, характеризуемое затруднениями для нор мальной эксплуатации. Зна чительный сдвиг устанав ливает предел эксплуатационной пригодности конст рукции и является критерием предельного состоя ния I группы. Величины предельных смещений при динамической нагрузке меньше, чем при статичес кой.
Повышенная сдвигоустойчивость соединения га рантирует от появления предельного состояния I группы и соответствующий коэффициент ??h создает обеспеченность в три стандарта от наступления пре дельного состояния. Нормальная сдвигоустойчи вость соединения гарантирует от предельного со стояния II группы, а коэффициент ??h создает обес печенность в два стандарта от наступления предель ного состояния.
Коэффициенты надежности ??h зависят от способа регулирования усилия натяжения болтов. При регу лировании по углу поворота гайки усилие натяже ния болта получается в среднем на 20 % больше уси лия Р, соответствующего расчетному, т. е. примерно на 10 % больше, чем при регу ли ровании по моменту закручивания. Обрывы болтов при этом исключают ся вследствие эффекта саморегулирования. Соответ ственно при регулировании по углу поворота гайки коэффициент ??h примерно на 10 % меньше, чем при регулировании по моменту закручивания.
В случае невозможности обеспечения натяжения болтов по углу поворота регулирование усилий допускается производить по моменту закручивания. При этом расчетный момент закручивания должен быть увеличен на 10 %.
Предельные усилия Qbh фрикционных соедине ний на высокопрочных болтах М24 приведены в табл.49.
Таблица 49
|
Способ |
Усилие, кН (тc) , на один болтоконтакт при диаметре болта , Rbun = 1100 МПа (110 кгс/мм2) и числе болтов в соединении |
||||||
|
обработки (очистки) соединяемых поверхностей |
регулирования натяжения болтов |
n ?? 4 |
n = 5 - 9 |
n ?? 10 |
|||
|
|
|
Qbh1 |
Qbh2 |
Qbh1 |
Qbh2 |
Qbh1 |
Qbh2 |
|
Пескоструйный, дробеструй ный или дробеметный двух по верхностей кварцевым песком или дробью без консервации |
По моменту закручивания М |
93 (9,3) |
112 (11,2) |
104 (10,4) |
126 (12,6) |
116 (11,6) |
140 (14,0) |
|
|
По углу поворота ?? |
105 (10,5) |
123 (12,3) |
118 (11,8) |
139 (13,9) |
131 (13,1) |
154 (15,4) |
|
То же, с консервацией, металли зацией распылением цинка или алюминия |
По моменту закручивания М |
80 (8,0) |
97 (9,7) |
90 (9,0) |
109 (10,9) |
100 (10,0) |
121 (12,1) |
|
|
По углу поворота ?? |
90 (9,0) |
106 (10,6) |
102 (10,2) |
120 (12,0) |
113 (11,3) |
133 (13,3) |
|
Кварцевым песком или дробью одной поверхности с консерва цией полимерным клеем и по сыпкой карборундовым порош ком, стальными щетками без консервации другой поверхнос ти |
По моменту закручивания М |
80 (8,0) |
97 (9,7) |
90 (9,0) |
109 (10,9) |
100 (10,0) |
121 (12,1) |
|
|
По углу поворота ?? |
90 (9,0) |
106 (10,6) |
102 (10,2) |
120 (12,0) |
113 (11,3) |
133 (13,3) |
|
Газопламенный двух поверх ностей без консервации |
По моменту закручивания М |
67 (6,7) |
82 (8,2) |
76 (7,6) |
92 (9,2) |
84 (8,4) |
102 (10,2) |
|
|
По углу поворота ?? |
76 (7,6) |
90 (9,0) |
86 (8,6) |
101 (10,1) |
95 (9,5) |
112 (11,2) |
|
Стальными щетками двух по верхностей без консервации |
По моменту закручивания М |
56 (5,6) |
65 (6,5) |
63 (6,3) |
73 (7,3) |
70 (7,0) |
81 (8,1) |
|
|
По углу поворота ?? |
61 (6,1) |
72 (7,2) |
68 (6,8) |
81 (8,1) |
76 (7,6) |
90 (9,0) |
|
Без обработки |
По моменту закручива ния М |
32 (3,2) |
42 (4,2) |
36 (3,6) |
47 (4,7) |
40 (4,0) |
52 (5,2) |
|
|
По углу поворота ?? |
36 (3,6) |
45 (4,5) |
41 (4,1) |
50 (5,0) |
45 (4,5) |
56 (5,6) |
Обозначения, принятые в табл. 49:
Qbh1 - усилие на один болтоконтакт при действии динамических нагрузок и ?? = 3 - , статических нагрузок и ?? = 5 - ;
Qbh2 - усилие на один болтоконтакт при действии динамических нагрузок и ?? = , статических нагрузок и ?? = 1 - ;
?? - разность номинальных диаметров отверстий и болтов.
11.2.2.2 Фрикционно-срезные соединения на высокопрочных болтах
Проверку прочности по условию предупреж дения среза болтов для фрикционно-срезных соеди нений на высокопрочных болтах выполняют, как и для соединений на болтах без контролируемого на тяжения, по формуле (154) СНиП РК 5.04-23-2002. При попадании резьбы в плоскость среза в расчете следует учитывать площадь сечения болта „нетто".
Проверку прочности по условию предупреждения чрезмерных перемещений сдвига и деформаций смя тия в соединении выполняют исходя из условия
T ?? Qbn = Qbh mp + ?? ??p Nbn . (96)
Первый член этого условия отвечает трению, второй - смятию.
Расчет основан на использовании деформацион ных критериев предельного состояния. Способ обра ботки (очистки) контактных поверхностей прини мается, как правило, стальными щетками без кон сервации, когда коэффициент трения ?? = 0,35.
В формуле (96):
T - сдвигающее усилие от учитываемых расчет ных нагрузок, приходящееся на один болт, воспринимаемое трением и одновременно смятием соединяемых элементов. Между элементами стыка или узла усилия распределяют в предположении упругой работы стали, но с учетом податливости соединений в предельном состоянии;
Qbn - расчетное сдвигающее усилие, воспринимае мое одним болтоконтактом;
Qbh - см. п. 11.2.2.1;
mp - коэффициент, учитывающий уменьшение начального натяжения болтов после общего сдвига в соединении и принимаемый по табл. 50;
Таблица 50
|
Расчетное сопротивление стали соеди няе мых эле ментов, Ry, МПа(кгс/мм2) |
Значения mр при нагрузке |
|
|
|
динамической |
статической |
|
До 260 (27) Св. 260(27) |
0,90 0,85 |
0,90 0,80 |
?? - коэффициент использования нормативного усилия смятия при условии ограничения де формации смятия. Для соединений с предва рительной выборкой зазоров ?? = 1, без предварительной выборки ?? принимается по табл.51;
??p - коэффициент условий работы, учитываю щий изменение разности номинальных диа метров отверстий и болтов, неравномер ность распределения усилий между болтами и принимаемый по табл. 51;
Таблица 51
|
Коэффициент |
Нагрузка |
Разность номинальных диаметров ??, мм |
Число болтов в соединении |
||
|
|
|
|
1-4 |
5-9 |
10 и более |
|
?? |
Динамическая |
1 |
1,00 |
1,00 |
1,00 |
|
|
|
3 |
0,45 |
0,55 |
0,60 |
|
|
Статическая |
1 |
1,00 |
1,00 |
1,00 |
|
|
|
3 |
0,60 |
0,65 |
0,70 |
|
??р |
Любая |
1 |
0,85 |
0,95 |
1,00 |
|
|
|
3 |
0,75 |
0,90 |
1,00 |
Nbn - нормативное усилие смятия для рассматри ваемого среза болта (болтоконтакта), вы зывающее деформацию смятия сдвигаемых элементов, равную нормативной деформа ции смятия Δр, принимаемой равной при динамических и - при статичес ких нагрузках. Nbn определяется по табл. 52 в зависимости от толщин t1 и t2 соединяе мых элементов.
В односрезном соединении t1 и t2 равны действи тельной толщине соединяемых элементов; в двух срезном соединении t1 - толщина накладки, t2 - половина толщины стыкуемого листа.
Фрикционно-срезные соединения на высоко прочных болтах (с контролируемым натяжением), применяемые в конструкциях, в которых переме щения сдвига в соединениях не ограничены, допускается рассчитывать на смятие как соединение на высокопрочных болтах без контролируемого натя жения, если воспринимаемое сдвигающее усилие Nb при таком расчете получается больше, чем при расчете по деформационному критерию (см. начало данного подпункта).
Таблица 52
|
t2 , мм |
Значения Nbn, кН для элементов из стали |
|||||||||
|
|
углеродистой |
низколегированной |
||||||||
|
|
при t1, равной, мм |
|||||||||
|
|
5 |
10 |
15 |
20 |
25 |
5 |
10 |
15 |
20 |
25 |
|
5
10
15
20
25 и более |
40/57
50/61
54/63
55/63
55/63 |
50/61
75/98
85/110
89/114
90/118 |
54/ 62
85/110
95/126
98/133
100/140 |
55/63
89/114
98/133
107/145
110/152 |
55/63
90/118
100/140
110/152
115/153 |
48/65
60/80
64/86
65/89
66/90 |
60/80
86/115
103/125
110/133
112/137 |
64/86
103/125
115/145
120/158
125/168 |
65/89
110/133
120/158
135/175
138/180 |
66/90
112/137
125/168
138/180
140/182 |
|
Примечание - Значения перед чертой - при динамической (Δр = ), после черты - при статической (Δр = ) нагрузках. При промежуточных значениях t1 и t2 Nbn определяют линейной интерполяцией. |
При расчетной оценке влияния перемещений сдвига в соединениях на распределение усилий в ста тически неопределимых системах расчетную величи ну перемещения (сдвига) Δs в каждом соединении допускается принимать равной:
