Заклепочные и болтовые соединения

Лекция 4 ЗАКЛЕПОЧНЫЕ И БОЛТОВЫЕ СОЕДИНЕНИЯ 1. Виды болтов, применяемых в строительных МК Болты грубой, нормальной и повышенной точности; высокопрочные; самонарезающие; фундаментные (анкерные). • По точности 3 класса – А, В, С. δ=Ø отв.-Ø болта Болты класса точности С (грубой точности) - δ=2-3 мм. Ставятся конструктивно, применяются как сборочные или крепежные. Характеристика соединения: - упрощенная посадка болтов; - высокая деформативность при сдвиге; - неравномерность работы отдельных болтов в соединении; - образуются продавливанием или сверлением; - применяются в конструкциях из стали с σy≤380 МПа. Болты класса точности В (нормальной точности) - δ=1-1,5 мм. - образуются продавливанием или сверлением; Болты класса точности А (повышенной точности) - δ≤ 0,3 мм. Применяются только в ответственных сооружениях. Характеристика соединения: - болты имеют только минусовой допуск на диаметр стержня; - изготавливаются точением и имеют строго цилиндрическую форму; - высокая точность исполнения достигается: сверлением на проектный диаметр в собранном пакете; продавливанием на меньший диаметр с последующим рассверливанием в пакете до проектного размера; - хорошо работают на сдвиг; - высокая стоимость из-за сложности изготовления и постановки. • По прочности. Обозначение класса прочности – П1.П2: 4.6; 5.8; 6.6 и др. П1·10 – минимальное временное сопротивление материала болта в кН/см2; П1·П2 – предел текучести материала болта в кН/см2; П2·10 – соотношение σu / σy в %. Пример: болт 8.8: σu=8·10=80 кН/см2 (800 МПа), σy=8·8=64 кН/см2 (640 МПа), σu / σy=64/80·10=80 %. • Высокопрочные (сдвигоустойчивые) болты. Болты изготавливают из легированной стали, термически обрабатываются в готовом виде. Болты нормальной точности. Гайки затягиваются тарировочным ключом с контролем силы натяжения болта P=Rbh·Abn. Несущая способность соединения на сдвиг создается силами трения между поверхностями соединяемых элементов (фрикционное соединение). Применяются в соединениях, работающих на высокие сдвиговые нагрузки, динамические и вибрационные нагрузки. • Самонарезающие болты (рис.4.1,а). Закручивают в ненарезанные отверстия, крепятся с одной стороны. Применяются для крепления профилированного настила. N а) б) Рис.4.1: а – самонарезающий болт; б – фундаментный болт db=6 мм l db e • Фундаментные болты (рис.4.1, б) служат для передачи растягивающих усилий с колонн на фундаменты. Лекция 4МК ПГС 2 • Заклепочные соединения. Применяются только в тяжелых МК, работающих на динамические и вибрационные нагрузки и при использовании трудносвариваемых материалов. Изготавливаются из углеродистой или низколегированной стали с повышенными пластическими свойствами. d>d1 d d d2 d2 d1 s h h s h l Рис.4.2. Заклепочные соединения Клепка ведется горячим и холодным способом. Горячая клепка (Т≈800ºС). При охлаждении стягивает соединяемые элементы, работа за счет сил трения. Холодная клепка. Выполняется только на заводе; деформация металла производится клепальной скобой. Используется при изготовлении конструкций из алюминиевых сплавов. Работа заклепочных соединений на сдвиг носит промежуточный характер между работой обычных и высокопрочных болтов. Расчет аналогичен расчету обычных болтов; сила трения учитывается повышением расчетных сопротивлений. Лекция 4МК ПГС 3 2. Работа болтовых соединений 4 стадии работы Nb N/2 Sf III 4 3,4 II N I N/2 3 2 Nтр N/2 1 N δ N/2 Δ 1) N10. Количество болтов в соединении (4.7) n ≥ N Qbh Применение: db=20-24 мм в конструкциях средней мощности; db=24-30 мм в тяжелых конструкциях Лекция 4МК ПГС 6 5. Конструирование болтовых соединений • 2 конструктивные разновидности соединений: 1) Стыки а) N N n N N б) N N N е 1,1n N M=Ne Рис.4.5. Стыки листового металла: а – с двусторонними накладками; б – с односторонними накладками 1 2 3 1 – угловая накладка 2 – листовая накладка 3 - прокладки 3 2 Рис.4.6. Болтовые и клепаные стыки прокатных профилей Лекция 4МК ПГС 7 2) Прикрепление элементов друг к другу а) б) в) Рис.4.7. Прикрепление элементов: а – симметричное; б – несимметричное; в – с коротышами по 2,5 d дорожка а) N 1,5 d N по 2,5 d 2d б) Рис.4.8. Минимальное расстояние при рядовом (а) и шахматном (б) расположении болтов шаг 2,5 d N 1,5 d N 2d Лекция 4МК ПГС 8