Рис. 5. IS. К примерам расчета

с - соединеиие стыковым швом-, б - комбинированное соединение; в-прикрепление уголков к фасонке; г - прикрепление ребра к колонне

По формуле (5.14) определяем напряжение в стыковом шве а = Л/(Лл + 2Л„) = 1250/(30-2 +2-25.0,6)= 13,89 кЩа? < R"= 19,55 кН/см Уси.эие в каждой накладке

iV„ = a„= 13,89-25.0,6 = 208,4 кН.

Привариваем накладки ручной сваркой электродом Э42, швом йш=б мм. Определяем, какая из проверок-по шву или границе сплавления, имеет решающее значение. По табл. 5.1 «уш=180 МПа = 18 кН/см по прил. 4 R\l =160 МПа=16 кН/см; по табл. 5.3 Рш-0,7 и Рс = 1;

РшЛуш = 0,7.18= 12,6кН/см; .R" = Мб = 16 кН/см Решающей оказалась поверка по металлу шва.

По формуле (5.15) определяем длину угловых швов, необходимых для прикрепления накладки,

Л Й(РЙ«),„;„= 208,4/0,6-12,6 = 27,6 см. Принимаем 2 шва по ;=27,6/2-fl = 15 см.

Пример 5.3. Рассчитать прикрепление двух равнополочных уголков из стали ВСтЗпс6-1 к фасонке из той же стали (рис. 5.18, е). Размер уголков 180X11 мм; сила, действующая на уголки, /V=1500 кН; сварка полуавтоматическая (в нижнем положении) в углекислом газе проволокой Св-08Г2С, диаметром 2 мм.

Наибольшую толщину углового шва, которую можно допустить на «пере» уголка, принимаем на 2 мм меньше толщины его полки -ш = 9 мм; принимаем толщину швов на «пере» и «обушке» одинаковой - fem = 8 мм. Определяем: по табл. 5.1 = 21,5 МПа = 21,5 кН/см, по прил. 4 i?yc=160 МПа=16 кН/см; по табл. 5.3 Рш = =0,9 мм и Рс = ),05 мм.

Выявляем значение р/?у, определяющее прочность соединения

Рш 4ц, =0,9-21,5= 19,35 кН/см > 4-= 1,05-16= 17,2 кН/см.

Решающей оказалась поверка основного металла по границе сплавления со швом.

По формуле (5.8) определяем суммарную длину швов, прикрепляющих каждый уголок,

ш = Л?/2А;щ(Р4)т/пТ= 500/2-0,8-17,2.1 = 54,5 см.

В соответствии с формулами (5.12) н (5.13) принимаем длины швов; на «обушке» /°°=0,7/m = 0,7-54,5-f 1 =39 см, принимаем 40 см, на «пере» /щ=0,3/ш = 0,3-54,5-)-1 = 18 см.

Пример 54. Рассчитать прикрепление ребра из стали ВСтЗпсб-1 угловыми швами к двутавровой колонне на действие эксцентрично приложенной силы Л= 750 кН

(рис 5,18,г). Эксцентриситет приложения силы rf=13 см, размеры ребра 500Х200Х Х12 мм, ребро приварено к колонне двумя швами, ручной электросваркой Э42

Принимаем; швы еш = 12мм, /ш = 50-1=49 см По табл. 5.1 R =180 МПа = = 18,0 кН/см2; по прил. 4 У?у=160 МПа=16 кН/см, по табл. 5.3 Рш = 0,7 мм и Ро = = 1,0 мм.

Определяем минимальное значение PRy:

pRl = 0,7-l8= 12,6 кН/см2<р,;?«= 1.16= 16 кН/см2, Проверку производим по металлу шва по формуле (5.9):

N/2Pmkm hn = 750/2-0,7-1,2-49 = 9,11 kH/cm; iNalf,k 4 = (3-750.13)/(0,7-1,2-49)= 14,5 кН/см;

V9,llH 14,5=-= 17,12 kH/cm-< = 18кH/cм

Глава 6. БОЛТОВЫЕ И ЗАКЛЕПОЧНЫЕ СОЕДИНЕНИЯ § 1. гиды и общая характеристика соединении

1. Болтовые соединения

Для соединения металлических конструкций помимо сварки применяют болты и заклепки. Болтовые соединения конструкций появились раньше сварных. Простота соединения и надежность в работе способствовали их широкому распространению в строительстве при монтаже металлических конструкций.

Однако болтовые соединения более металлоемки, чем сварные, так как имеют стыковые накладки и ослабляют сечения элемекюв отверстиями для болтов. Последнее обстоятельство частично компенсировано допущением упруго-пластической работы элементов и введением коэффициента условий работы у>1, а для элементов стыка на высокопрочных болтах - уменьшением фактического ослабления за счет восприятия части действующего усилия трением между соединяемыми элементами за пределамп ослабленного сечения.

В строительных конструкциях применяют болты грубой, нормальной и повышенной точности, высокопрочные, самонарезающие и фундаментные (анкерные). Болт для соединения конструкций имеет головку, гладкую часть стержня длиной ка 2-3 мм меньше толщины соединяемого пакета и нарезную часть стержня, на которую надевается шайба и навинчивается гайка (рис. 6.1,а).

Болты грубой (ГОСТ 15589-70 с изм.) и нормальной (ГОСТ 7798- 70 с изм.) точности различаются допусками на отклонения диаметра болта от номинала. Для болтов грубой и нормальной точности отклонения диаметра могут достигать соответственно 1 мм и 0,52 мм (для болтов йЗО мм). Изготовляют болты из углеродистой стали горячей или холодной высадкой, иногда с последующей термообработкой. В зависимости от процесса изготовления различают несколько классов прочности болтов от-4,6 до 8.8 (табл. 6.1). Класс прочности болтов обозначен числами. Первое число, умноженное на 10, обозначает временное сопротивление (Ов, кгс/мм), а произведение первого числа на второе - предел текучести материала (от, кгс/мм).

Болты в соединении ставят в отверстия на 2-3 мм больше диаметра болта, образованные продавливаннем или сверлением з отдельных элементах. В результате неполного совпадения отверстий в отдельных элементах отверстие под болт имеет негладкую поверхиость -«черноту» (тип С), что исключает плотную посадку болта в отверстие. Разн-ица в диаметрах болта и отверстия облегчает посадку болтов и упрощает образование соединения; это большое преимущество таких болтов. Однако

Рис. 6.1. Виды болтов

о. - болт с шайбой (/) и гайкой (2): б - самонарезающий болт; в - фундаментные болты: тип

1 при d36 мм, тип 2 при d>30 мм

неплотная посадка болта в отверстии повышает деформативность соединения при работе на сдвиг и увеличивает неравномерность работы отдельных болтов в соединении. Поэтому болты нормальной (и особенно грубой) точности не рекомендуется применять в конструкциях из стали с пределом текучести больше 380 МПа и в ответственных соединениях, работающих на сдвиг. Они находят широкое применение в монтажных соединениях, где болты работают на растяжение или являются крепежными элементами. •

Болты повышенной точности (ГОСТ 7805-70 с изм.) изготовляют также из углеродистой стали, и они имеют те же классы прочности, что и болты нормальной точности.

Поверхность ненарезной части тела болта обтачивается и имеет строго цилиндрическукт форму. Диаметр отверстия для таких болтов не доллен отличаться более чем на +0,3 мм от диаметра болта (плюсовый допуск для диаметра болта и минусовый допуск для отверстия не допускаются); поверхность отверстия должна быть гладкой, что может быть достигнуто сверлением отверстий в соединяемых элементах через специальные кондукторы-шаблоны, рассверловкой отверстий до расчетного диаметра после сборки элементов с ранее образованными отверстиями меньшего диаметра и, наконец, сверлением отверстий на проектный диаметр в собранных элементах (тип В).

Болты в таких отверстиях сидят плотно и хорошо воспринимают сдвигающие силы; однако недостаточность сил, стягивающих пакет, ухудшает его работу по сравнению с соединениями на высокопрочных болтах или на заклепках. Сложность изготовления и постановки болтов

Таблица 6.1. Расчетные сопротивления срезу и растяжению одноболтовых соединений

8-143

- 113 -