Nb = Rbs mbl A ns; (220)
на смятие
Nb = Rbp mbl d S t; (221)
на растяжение
Nb = Rbt Abn, (222)
где
Rbs, Rbp, Rbt - расчетные сопротивления болтовых соединений;
d - диаметр стержня болта;
- площадь сечения стержня болта;
Аbn - площадь сечения болта нетто; для болтов с метрической резьбой значение Аbn следует принимать по ГОСТ 22356-77*;
t - наименьшая суммарная толщина элементов, сминаемых в одном направлении;
ns - число расчетных срезов одного болта;
mbl - коэффициент условий работы соединения, который следует принимать по табл. 81.
Таблица 81
Характеристика соединения |
Коэффициент условий работы соединения mbl |
Многоболтовое в расчетах на срез и смятие при болтах: |
|
повышенной точности |
1,0 |
нормальной и грубой точности |
0,9 |
4.95. Число n болтов в соединении при действии продольной силы N, проходящей через центр тяжести соединения, следует определять по формуле
, (223)
где Nb,min - меньшее из значений расчетного усилия для одного болта, вычисленных по формулам (220) и (221);
m, mb - коэффициенты условий работы, принимаемые соответственно по табл. 60* и 82.
Таблица 82
Характеристика стыка или прикрепления |
Коэффициент условий работы mb болтов |
Стык элемента или его ветви, все части сечения которых перекрыты односторонними накладками |
0,9 |
Стык элемента или его ветви с двухсторонними накладками при наличии части сечения, непосредственно неперекрытой |
0,9 |
Прикрепление элемента в узле одиночной фасонкой |
0,9 |
Прикрепление части сечения через: |
|
один лист |
0,9 |
два листа и более |
0,8 |
прокладку, прикрепленную за пределами соединения не менее чем на 1/4 полного усилия, которое может быть воспринято ее сечением |
0,9 |
Прикрепление выступающей полки швеллера, уголка или горизонтального листа коробчатого сечения угловым коротышом |
0,7 |
4.96. При действии в плоскости соединения изгибающего момента распределение усилий на болты следует принимать пропорционально расстояниям от центра тяжести соединения до рассматриваемого болта.
4.97. Болты, работающие на срез от одновременного действия продольной силы и момента, следует проверять на усилие, определяемое как равнодействующее усилий, найденных отдельно от продольной силы и момента.
4.98. Болты, работающие одновременно на срез и растяжение, допускается проверять отдельно на срез и на растяжение.
4.99. Болты, соединяющие стенки и пояса составных балок, следует рассчитывать по формулам:
при отсутствии местного давления
; (224)
при воздействии на пояс местного давления q
, (225)
где а - шаг поясных болтов;
Nb,min - меньшее из значений расчетного усилия для одного болта, определяемых по п. 4.94;
S - статический момент брутто пояса балки относительно нейтральной оси;
I - момент инерции сечения брутто балки относительно нейтральной оси; коэффициент условий работы, определяемый по табл. 60*.
4.100*. Расчетное усилие Qbh, которое может быть воспринято каждой поверхностью трения соединяемых элементов, стянутых одним высокопрочным болтом (одним болтоконтактом), следует определять по формуле
, (226)
где Р - усилие натяжения высокопрочного болта;
?? - коэффициент трения, принимаемый по табл. 57*;
??bh - коэффициент надежности, принимаемый по табл. 83*.
Таблица 83*
Число высокопрочных болтов в соединении |
Значения коэффициента надежности bh при обработке контактных поверхностей* способом |
|||||
|
пескоструйным или дробеструйным |
дробеструйным с нанесением фрикционного грунта или клеефрикционного покрытия |
газоплазменным |
стальными щетками |
дробеметным |
дробеметным с газоплазменным нагревом пверхности металла в зоне отверстия до 250-300 С |
2 - 4 |
1,568 |
1,250 |
1,956 |
2,514 |
1,441 |
1,396 |
5 - 19 |
1,362 |
1,157 |
1,576 |
1,848 |
1,321 |
1,290 |
20 |
1,184 |
1,068 |
1,291 |
1,411 |
1,208 |
1,189 |
___________
* Число обрабатываемых контактных поверхностей (одна или обе) следует принимать по табл. 57*.
Усилие натяжения Р высокопрочного болта следует определять по формуле
P = Rbh Abh mbh, (227)
где Rbh - расчетное сопротивление высокопрочного болта растяжению, определяемое по формуле (139);
mbh - коэффициент условий работы высокопрочных болтов при натяжении их крутящим моментом, равный 0,95.
4.101. Число n высокопрочных болтов в соединении при действии продольной силы N, проходящей через центр тяжести соединения, следует определять по формуле
, (228)
где m - коэффициент условий работы, принимаемый по табл. 60*;
Qbh - расчетное усилие на один болтоконтакт, определяемое по формуле (226);
ns - число контактов в соединении.
4.102. При действии в плоскости соединения изгибающего момента или продольной силы с изгибающим моментом усилие, приходящееся на рассматриваемый высокопрочный болт, следует определять согласно указаниям пп. 4.96 и 4.97.
4.103. Высокопрочные болты, соединяющие стенки и пояса составных балок, следует рассчитывать по формулам:
при отсутствии местного давления
; (229)
при воздействии на пояс местного давления q
, (230)
где ns - число контактов в соединении;
Qbh - расчетное усилие, воспринимаемое одним болтоконтактом и определяемое по формуле (226); остальные обозначения те же, что и в п. 4.99.
4.104. В случае, если совместная работа проезжей части и поясов главных ферм обеспечивается специальными горизонтальными диафрагмами, расчет прикрепления продольных балок к поперечным следует выполнять на поперечную силу и момент с учетом требований п. 4.74; при этом усилия в болтах, прикрепляющих вертикальные уголки к стенке поперечной балки, необходимо определять как для фланцевых соединений.
Расчет болтовых и фрикционных соединений прикреплений балок проезжей части пролетных строений с решетчатыми главными фермами допускается выполнять только на поперечную силу, вводя дополнительный коэффициент условий работы mb согласно табл. 84.
Таблица 84
Характеристика прикрепления и места расположения болтов |
Особенности конструкции узла |
Коэффициент условий работы mb |
Во всех пролетных строениях |
||
Вертикальные уголки прикрепления поперечной балки к узлу решетчатой главной фермы: |
|
|
болты в полках уголков, прикрепляемых к ферме |
Конструкция не способна воспринимать опорный момент |
0,85 |
|
Конструкция способна воспринимать опорный момент |
0,9 |
то же, к поперечной балке |
Независимо от конструкции |
0,9 |
Совместная работа проезжей части и поясов главных ферм не обеспечивается |
||
Вертикальные уголки прикрепления продольной балки к поперечной: |
|
|
болты в полках уголков, прикрепляемых к поперечной балке |
Конструкция не способна воспринимать опорный момент |
0,7 |
|
Конструкция способна воспринимать опорный момент |
0,9 |
то же, к продольной балке |
Независимо от конструкции |
0,9 |
4.105. Расчет по прочности стыковых накладок растянутых элементов ферм и поясов сплошных балок следует выполнять с введением для накладок коэффициента условий работы m = 0,9.
4.106. Листы узловых фасонок следует проверять на прочность прикрепления растянутых и сжатых элементов по контуру, соединяющему центры отверстий периферийных болтов прикрепления указанных элементов, по формуле
N £ 0,675 t Ry m (0,212ai + 1)li, (231)
где N - продольное усилие в элементе;
t - толщина узловой фасонки;
m - коэффициент условий работы, принимаемый по табл. 60*;
li - длина i-го участка проверяемого контура узловой фасонки;
i - угол между направлением i-го участка проверяемого контура и осью элемента (0 ??i ??/2), рад.
4.107. Прочность узловых болтов-шарниров допускается проверять в предположении работы болта на изгиб как свободно лежащей балки, нагруженной сосредоточенными силами по оси пакетов, соприкасающихся с болтом, принимая расчетные сопротивления по табл. 48*.
Расчет соединительных планок и перфорированных листов
4.108*. Соединительные планки или перфорированные листы сквозных сжатых элементов следует рассчитывать на условную поперечную силу Qfic, принимаемую постоянной по всей длине стержня и определяемую по формуле
, (232)
где N - продольное усилие сжатия в элементе;
- коэффициент продольного изгиба при проверке устойчивости элемента в плоскости соединительных планок или перфорированных листов, принимаемый по табл. 1*-3 обязательного приложения 15* в зависимости от приведенного относительного эксцентриситета еef;
- коэффициент, принимаемый равным 0,024-0,00007, но не более 0,015, 0,017 и 0,018 соответственно для сталей марок 16Д, 15ХСНД, 10ХСНД, 390-14Г2АФД, 390-15Г2АФДпс;
здесь ?? - гибкость элемента в плоскости соединительных планок или перфорированных листов.
Соединительные планки и перфорированные листы сквозных сжато-изогнутых элементов следует рассчитывать на поперечную силу, равную сумме фактической поперечной силы при изгибе и условной Qfic, определяемой по формуле (232).
При расположении соединительных элементов в нескольких параллельных плоскостях, перпендикулярных оси, относительно которой выполняется проверка устойчивости, поперечную силу Q следует распределять:
при соединительных планках или перфорированных листах, а также в случае их сочетания - поровну между всеми плоскостями планок и перфорированных листов;
при сплошном листе (пакете) и соединительных планках или перфорированных листах - на сплошной лист (пакет) принимать часть поперечной силы, равную Q и определяемую по формуле
, (233)
где Aef - площадь сечения брутто сквозного элемента, равная ??btef; здесь b и tef определяются по п. 4.37;
Аbl,ef - часть сечения элемента, работающая вместе со сплошным листом и равная Abl + 2tv z1 (здесь Аbl - площадь сечения сплошного листа; tv - толщина вертикального листа или пакета; 1 - коэффициент, принимаемый по п. 4.55*).
Соединительные планки и перфорированные листы в промежутках между отверстиями перфорации следует рассчитывать на приходящуюся на них часть поперечной силы Q как элементы безраскосных ферм.
Расчет опорных частей
4.109*. Элементы опорных частей (катки, балансиры, плиты), как правило, следует рассчитывать как конструкции на упругом основании.
Допускается определять усилия в верхних балансирах всех опорных частей, в нижних балансирах неподвижных опорных частей в предположении равномерного распределения нагрузки по площади опирания.
4.110*. При расчете опорных частей должны быть учтены указания пп. 2.20* и 2.28*, а для подвижных опорных частей следует учитывать также эксцентриситеты передачи давления, равные продольным перемещениям катков, секторов и балансиров от нормативных нагрузок и воздействий.
Продольные перемещения подвижных опорных частей следует определять от постоянной нагрузки, временной вертикальной нагрузки с динамическим коэффициентом, деформации опор и их оснований, а также от температуры, указанной в п. 2.27*. При этом для пролетных строений с отношением расстояния между фермами к пролету свыше 1:15 следует учитывать воздействие на неподвижные опорные части нагрузок, возникающих от перепада температур поясов главных ферм в размере 15 °С.
4.111. Заделку анкерного болта следует рассчитывать в соответствии с указаниями п. 5.14 СНиП 2.03.01-84* с введением при этом коэффициента условий работы m = 0,7.
4.112*. Расчет на смятие в цилиндрических шарнирах (цапфах) балансирных опорных частей (при центральном угле касания поверхностей, равном или большем 90°) следует выполнять по формуле
. (234)
Расчет на диаметральное сжатие катков следует выполнять по формуле
. (235)*