Болтовые соединения
В силу сложившейся практики в России металлические конструкции в основном служат в качестве несущих для общественных зданий, промышленных зданий, складов и ангаров, но не применяются в жилом строительстве, которое как известно развивается наиболее активно. Сотни тысяч квадратных метров жилых площадей возводят в железобетоне, но не в металле и этому есть несколько объяснений. В первую очередь, огнестойкость металла в разы ниже, чем у железобетона, из-за чего требуется конструктивная огнезащита, которая приводит к удорожанию. Во-вторых, сам металл изначально стоил дороже железобетона, и ситуация изменилась лишь сейчас в условиях снижения экспорта металла и образования его профицита. В-третьих, металл прекрасно передает любой ударный шум от конструкции к конструкции. В жилом же доме и так звукоизоляция является одной из первоочередных проблем.
Но возможности и сферы применения металла сегодня пересматриваются и расширяются, а значит, фокусируется внимание и на способах соединения деталей, в их числе – сварка, болты и заклепки. Болтовые соединения являются разъемными в отличие от дух других вариантов. Но при этом болтовые соединения являются и наиболее металлоемкими, так как используются стыковые накладки.
По типу болты делят на:
- обычные или срезные, они могут быть грубой, нормальной или повышенной точности. Такие болты работают на срез и в целом имеют невысокую прочность;
- высокопрочные болты работают на растяжение и выполняют функцию передачи сил сдвига трением между элементами в соединении. Их прочность выше за счет термической обработки поверхности, их используют при высоких нагрузках, вибрации и динамическом воздействии;
- самонарезающие болты имеют профиль по всей длине, выполняются из термоупрочненной стали, для их крепления необходим доступ лишь с одной стороны, что облегчает установку;
- анкерные болты используют в фундаментах, они имеют низкую прочность и изготавливаются из инструментальной стали, они работают на передачу растягивающих усилий с колонн на фундамент.
По классу болты делятся на 3 группы. К классу А относятся болты, если разница между ботом и отверстием составляет от 0,25 мм до 0,3мм. В таком соединении почти нет деформаций. К классу Б относятся болты, если разница между диаметрами составляет 0,52 мм и к классу С, если разницах в диаметрах менее 1 мм.
Расчеты болтовых соединений выполняются на срез, смятие и растяжение.
Термоупрочненная сталь – это сталь, которая быстрее охлаждается после аустенитного состояния и за счет этого имеет более высокие эксплуатационные характеристики.
Рисунок 1. Расчетные схемы и формулы резьбовых соединений. Автор24 — интернет-биржа студенческих работ
Область применения болтовых соединений
Болтовые соединения начали использовать раньше сварных из-за их простоты, они получили широкое распространение и применяются в различных сферах:
- в сборно-разборных конструкциях;
- в мобильном домостроении;
- в сложных конструкциях, которые перемещаются или движутся в процессе эксплуатации;
- в высокоустойчивых металлических каркасах с высокопрочными соединениями.
Болтовые соединения применяются как в строительстве, так и в машиностроении. С помощью резьбовых соединений собирают мосты, подъемные краны, колеса и полуоси, выполняют крепления узлов и деталей.
Заклепочные соединения применяют для деталей, которые работают при ударных и вибрационных нагрузках, при соединении деталей из разнородных материалов и в особо ответственных местах. Заклепки так же как и болтовые соединения ослабляют детали и металлоемки, но имеют высокую работоспособность.
Области применения болтовых соединений с момента начала применения сварки уменьшилась. Но этот вид соединения является более технологичным, его отличает взаимозаменяемость, универсальность и надежность. Недостатками болтовых соединений являются раскручивание гаек при переменных нагрузках, необходимость выполнения отверстий под крепежные детали и концентрация напряжений вокруг отверстий. Также необходимо продумывать вопросы герметизации и уплотнения соединений для их долгосрочной работы.
