W В"

Рис. 8.5. Работа болтов иа растяжение

а -фланцевое симметричное соединение, б - несимметрнчипе соедпнеиио

Таблица 6.5. Расчетные сопротивления R растяжению фундаментных болтов, МПа

Расчет фундаментных болтов не отличается от расчета обычных болтов и производится по формулам (6 С) и (6.7), однако для долх<кого закрепления болта в фундаменте (определение длины его заделки в бетон /) необходимо дополнительно проверить его на вырывание из фундамента (см. курс «Железобетонные конструкции»).

3. Работа и расчет соединений на сдвиг при повторных нггрузках

Работа соединений при нагрузке с перерывами. Работа соединений аа действие повторных нагрузок имеет несколько разновидностей.

1. Если силы стягивания соединения болтами велики и внешние повторные нагружения не преодолевают сил трения, возникающих при этом между соединяемыми элементами, го соединение сохраняет свою монолитность и работает упруго, как ochobhoii металл. Так работают соединения на высокопрочных болтах.

2. Если силы стягивания соедипений па болтах нормальной, повышенной точности и несущих высокопрочных недостаточны и силы внутреннего трения F преодолеваются в соединении внешними сдвигающими силами, то соединение начинает работать как упругопластическое тело (рис. 6.6). Если такое соединение довести до развития пластических де-qbopManHH (преодолеть силы внутреннего трения), а затем разгрузить то пока не будет преодолено внутреннее трение в обратном направлении, разгрузка произойдет по упругому закону (первоначальные остаточные деформации соединения при этом сохранятся). Упругий закон будет распространяться не на разгрузку F, как при первом иагружении, а на 2F, что может быть объяснено особенностями природы сухого трения (рис. 6.6,6), т. е. соединение при повторных иагружениях и разгрузках сдвигающей силой N, не превышающей удвоенной силы трения 2F, претерпев первые неупругие сдвиги, в последующем будет работать упруго. Таким образом, повторные нагружен1!я как бы увеличивают область упругой работы соединения в 2 раза. Это сичьно уменьшает деформативность соединений после первых иагружении.

При повторных нагрузках и разгрузках соединения усилием N>2F трение в соединении будет каждый раз преодолеваться и на диаграмме «нагрузка - деформация» образуется петля пютерезнса циклической

Рис. 6.6. Работа болтового соединения прн повторных нагрузках

а - диаграмма работы; б - I-IV - схемы перемещений двух полос при сухом трении

работы соединения (рис. 6.6, а). Если фиксировать только начальную и конечную точки петли гистерезиса, то получается впечатление, что соединение работает упруго, но его приведенный модуль упругости Е меньше модуля упругости материала, т. е. соединение оказывается более податливым, чем материал конструкции. Естественно, что чем больше силы внутреннего трения в соединении F, тем больше зона упругой работы соединения и меньше его податливость. Это еще раз показывает желательность увеличения сил стягивания соединения болтами. Явление это расчетом не учитывается, но может быть учтено при определении деформативности сооружения.

Работа и расчет соединений при вибрационной нагрузке. В соединениях, работающих на вибрационную нагрузку, применяют заклепки или высокопрочные болты.

При непрерывной повторной вибрационной нагрузке соединение работает упруго, так как размер изменения усилий обычно меньше значения сопротивлений трения. Упругая работа соединения не способствует выравниванию усилий между болтами соединения, и крайние болты работают сильнее средних.

Отверстия в соединении и сложионапряженпое состояние материала около отверстий (рис. 6.4, б) способствуют концентрации напряжений и появлению пиковых напряжений. Оба эти явления понижают вибрационную прочность соединения по сравнению с вибрационной прочностью основного материала вне соединения и создают условия для проявления усталости металла.

Реже разрушаются от усталости заклепочные или болтовые стержни. Они разрушаются в местах концентрации напряжений, т. е. в местах примыкания стержня к головке или в средней, обминаемой краями листа части стержня.

Снижение вибрационной прочности соединения учитывают снижением расчетного сопротивления материала (см. гл. 3).

§ 3. конструирование болтовых и заклепочных соединении

1. Типы болтовых и заклепочных соединений

Различают две конструктивные разновидности соединений - стыки и прикрепления элементов друг к другу.

Стыки листового металла осуществляют двусторонними (рис. 6.7, а) или односторонними (рис. 6.7,6) накладками. Двусторонние накладки, обеспечивающие симметричную передачу усилия, предпочтительнее. Стыки с односторонней накладкой даюг эксцентричное соединение, в котором силовой поток отклоняется от своего первоначального направления, возникают изгибающие моменты, и необходимое по расчету

---ф--Г(-Ф-ф-

О ---l-i-О---

---Ф

Г-(3--5---0

Ф- I-1-ф---ф---ф

Рнс. 6.7. Стыки листового металла

а - симметричный; б - несимметричный

Уголковая накладка

ЛистоЕые .накладки

Рис. 6.8. Болтовые и клепаные стыки прокатных профилей

Рис. 6.9. Прикрепление элементов

а - симметричное; б - несимметричное; е - с коротышами

число болтов увеличивают в этом случае на 10 %. При соединепии листов неодинаковой толщины разницу их толщины компенсируют постановкой прокладок, причем число болтов, работающих через прокладку, должно быть также увеличено на 10 % против расчетного.

-422-