Стыки профильного металла (рис. 6.8) выполняют накладками: уголки -уголковыми, двутавры и швеллеры - листовыми. Благодаря значительной жесткости самого соединяемого профиля эксцентриситет прикрепления накладок слабо сказывается на работе соединения, в связи с чем число болтов против расчетного не увеличивается.

Прикрепление элементов осуществляют внахлестку (рис. 6.9). Для работы соединения предпочтительнее симметричное прикрепление элементов с двух сторон (рис. 6.9,а). При одностороннем прикреплении жесткого элемента к гибкому, например уголка к фасонке (рис. 6.9,6), появляется эксцентриситет, что требует увеличения числа болтов соединения на 10 % против расчетного.

Если возможная длина прикрепления элемента ограничена, то часть болтов располагают на специальных коротышах (рис. 6.9, б). Из-за увеличения пути передачи усилия через коротыш и большей деформативности соединения число болтов на одной из полок коротыша увеличивают на 50 % против расчетного.

При конструировании болтовых соединений следует стремиться к применению болтов одного диаметра в пределах каждого конструктивного элемента и к наименьшему числу диаметров болтов во всем сооружении. Наибольшее применение находят в конструкциях средней мощности болты диаметром d=20-24 мм, а в тяжелых конструкциях диаметром d~24-30 мм.

Допускается элементы в узле крепить одним болтом. В соединениях на высокопрочных болтах в случае перепада плоскостей стыкуемых деталей от 0,5 до 3 мм на выступающей детали должен быть сделан скос с уклоном 1 : 10. При перепадах более 3 мм необходи.мо применять прокладки из стали той же марки, что и в конструкции, обработанные с двух сторон тем же способом, каким обрабатывались де]али соединения.

Таблица 6.6. Размещение болтов и заклепок в стальных конструкциях

Направление и расположение болтов и заклепок

Расстояние между центрами отверстий для болтов и заклепок

Направление и расположение болтов и заклепок

Расстояние между центра, ми отверстий для болтов и заклепок

Расстояние между центрами болтов и заклепок в любом направлении.

а) минимльное: для болтов

» заклепок

б) максимальное в крайних рядах при отсутствии окаймляющих уголков при растяжении и сжатии

в) максимальное в средних рядах, а также в крайних рядах при наличии окаймляющих уголков:

при растяжении » сжатии

2,5d* 3d

8d нли

Ш или 24 12d или 18

Расстояние от центра болта или заклепки до края элемента:

а) минимальное вдоль усилия

б) минимальное поперек усилия:

при обрезных кромках » прокатных »

в) максимальное

г) минимальное для высокопрочных болтов при любой кромке и любом направлении усилия

l,5d l,2d

4d или 8t 1,3d

• в соединяемых элементах из стали с пределом текучести до 380 МПа при условии расчета на смятие с коэффициентом условий работы •/"0,85 (>читываемым одновременно с у=0,9 для болтов грубой и нормальной точности), доп>скается уменьшить расстояние от центра болта до края элемента вдоль усилия до а = 1.5й, между центрами отверстий до b = 2d В элементах из стали с пределом текучести свыше 380 МПа минимальное расстояние между болтами следует принимать равным 3d (й -диаметр отверстия для болта, i - толщина наиболее тонкого наружного элемента).

i) Минимальнее расстояние расположение по 2,5а

Ша>(магпное распологнениг

ХХ<>-

г) Максимальные расстоянии " растянуты! ?лемЕнтак

ф-ф- -4 4

Окаймляющий уток

В ематык элементах

Рис. 6.10. Размещение отверстий

2. Размещение болтов

При конструировании соединения следует стремиться к наилучшей передаче усилия с одного элемента на другой кратчайшим путем при одновременном обеспечении удобства выполнения соединения. В стыках и узлах прикреплений (для экономии материала накладок) расстояние между болтами должно быть минимальным.

В слабо работающих (связующих, конструктивных) соединениях расстояние должно быть максимальным, чтобы уменьшить число болтов.

Болты располагают в соединении по прямым линия.м - рискам, параллельным действующему усилию. Расстояние между двумя смежными рисками называется дорожкой, а расстояние между двумя смежными по риске болтами - шагом (рис. 6.10). Расстояние между центрами болтов и заклепок принимают по табл. 6.6 и рис. 6.10. Минимальное расстояние, указанное в табл. 6.6, определяют условиями прочности основного материала. Максимальное расстояние определяют устойчивостью сжатых частей элементов в промежутках между болтами или условием плотности соединения растянутых элементов во избежание попадания в щели влаги и пыли, способствующих коррозии элемента.

В профильных элементах (уголках, двутаврах, швеллерах) положение рисок и возможные диаметры отверстий должны отвечать требуемой прочности элемента и практической возможности постановки болтов в соединениях. Риски на профильных элементах приведены в справочниках металлических конструкций (МК).

Для облегчения пользования кондукторами для сверления отверстий желательно иметь шаг и дорожку, кратную 40 мм.

§ 4. особенности соединении конструкций ИЗ алюминиевых сплавов

В конструкциях из алюминиевых сплавов также применяются стальные и алюминиевые болты нормальной и повышенной точности. Алюминиевые болты изготовляют из специальных сплавов. Высокопрочныл болты для конструкций из алюминиевых сплавов изготовляют из стали. При постановке высокопрочных стальных болтов нельзя допускать не-

посредственного контакта стали и алюминиевого сплава, так как в местах их соприкосновения возникает интенсивная электрохимическая коррозия. Во всех случаях применения стальных болтов шайбы и сами болты должны быть кад.мированы или оцинкованы.

Для заклепочных соединений конструкций из алюминиевых сплавов применяют холодную клепку алюминиевыми заклепками, так как мягкость алюминия способствует легкому заполнению отверстия стержнем заклепки и образованию ее замыкающей головки.

Большое распространение в конструкциях из алюминиевых сплавов получили болты с обжимными кольцами - лок-болты. Стержень лок-болта изготовляют из жесткого сплава, он имеет большую длину и снабжен со стороны свободного конца рифами. Стержень вставляют в отвер. стие и на него надевают обжимное кольцо из пластичного сплава. Пис-толет-заклепочннк захватывает за рифы свободный конец стержня, сильно его натягивает и, прижимая обжимное кольцо к соединяемым деталям, обжимает его на рифах стержня, образуя замыкающую головку. После этого заклепочник отрывает выступающий конец стержня. Все операции по постановке лок-болта выполняются азюматически. В настоящее время применяют лок-болты диаметром 6, 8, 10, 12 и 14 мм.

Работа и расчет болтовых и заклепочных соединений принципиально не отличаются от работы и расчета стальных болтов. Однако необходимо учесть специфические особенности соединений конструкций из алюминиевых сплавов (см. СНиП 11-24-74).

§ 5. примеры расчета болтовых соединений

Пример 6.1. Запроектировать стык листов сечением 500X12 мм из стали ВСтЗпсб-1 с i? = 230 МПа = 23 кН/см2 и R=42Q МПа = 42 kH/cmI На стык действует растягивающее усилие /V=1100 кН. Стык проектируют симметричяы.м двумя накладками толщиной / = 8 .мм каждая (рнс. 6 11). Прлнимаем коэффициент условий работы конструкции Y=l- Стык проектируем в двух вариантах.

Вариант А. Стык осуществляем на болтах нормальной точности диаметром d= = 20 мм класса прочности 5.8, имеющих Л?р=200 МПа = 20 кН/см. Отверстия для болтов d = 23 мм просверлены в листах и накладках по кондуктора.м (тип В). Определяем несущую способность одного болта имеющего два рабочих среза:

на срез -по формуле (6.1)

Кр = < 7б Лр = 20-0,9.3,14.2 = 113 кН;

на смятие листа - по формуле (6.2)

iVj,=/?„Ygd2 = 42-0,9.2,0.1,2 = 90,7 кН,

где принято 2t = t,T=l2 мм, так как 1;/н = 2.8= 16 мм>12 мм.

Количество болтов на полунакладке рассчитываем по формуле (6.3)

п== N/yN„== 1100/1,0.90,7= 12,1 шт.

Принимаем 2 ряда по шесть болтов в каж.том (рис. 6.11,а). Проверяем несущую способность листа, ослабленного отверстиями для болтов (с учетом упругопластической работы элементов и накладок в зоне стыка путем введения у=1.1 принятый но прил. 13)

N = AsRy= 1,2-50 -6-2,3)23,0. 1,1 = 1100 кН == Л/заданному-

Вариант Б. Осуществляем тот же стык на высокопрочных болтах d = 20 мм из стали 40Х «селгкт», имеющей R =1100 Mna=ilO кН/см с газопламенной очисткой соединяемых поверхностей. По формуле (6.4) определяем несущую способность одного болта, считая, что разность между номинальными диаметрами болта и отверстия превышает 1 мм и уб = 0,85;

О 42

Q = Rf At,y{ily;fk0,7.m 2,45-0,85- 2= 132 кН.

Количество болтов на полуиакладке вычисляем по формуле (6.5) п = N/yQ = 1100/1,0- 132 = 8,2 шт.

Принимаем 2 ряда по четыре болта в каждом.

Для проверки несущей способности листа определяем расчетную площадь его ослабленного сечения Площа.иь сечення листа: бруто 4 = 1,2.50 = 60 см; нетто /1,п = 1,2 (50-4.2,3) =48,96 см; отношение площадей Л"н,/-1 =48,96/60 = 0,82<0,85.