Расчет болтов и заклепок на срез. Срезывающие напряжения в болтах и заклейках не должны превышать расчетного сопротивления срезу материала болтов /?бр или заклепок НЦ"""

-<Л°р или R;

закл

(VI. 1)

Здесь N - расчетное усилие, действующее в соединении; п - число болтов или заклепок в соединении; «ср - число рабочих срезов одного болта или заклепки; rf -наружный диаметр болта в болтовом соединении или диаметр отверстия в заклепочном соединении.

Расчет болтового и заклепочного соединения на смятие. Напряжения смятия в соединяемых элементах от болтов или заклепок не должны превьппать расчетного сопротивления материала смятию

о =

(VI. 2)

где d26 - расчетная площадь смятия одного болта или заклейки, условно принимаемая как произведение диаметра болта (или диаметра отверстия под заклепку) d на наименьшую суммарную толщину листов, сминаемых в одном направлении; п - число болтов или заклепок в соединении.

Практически при расчете болтовых или заклепочных соединений удобно поступать следующим образом.

> Определяют предельные расчетные усилия, которые может воспринять один болт или заклепка из условий среза и смятия: для болтов:

1< = «сртср;

для заклепок:

[Ntd-bRl;

(VI. 3)

Тогда необходимое количество болтов или заклепок для восприятия расчетной силы Л в соединении можно определить, разделив величину силы N на наименьшее предельное расчетное усилие, которое может выдержать один болт или заклепка из условия среза или смятия:

или п >.

•Л/1

(VI. 4)

Для облегчения расчетов предельные расчетные усилия на один болт или ia-клепку вычисляют заранее и приводят в справочниках по металлическим конструкциям.

Если болты или заклепки будут поставлены слишком близко к краю элемента или один к другому, может произойти срез («выкалывание») металла элемента соединения (рис. V1.4). Чтобы этого не произошло, расстояние вдоль усилия от центра отверстия до края элемента не должно быть меньше двух диаметров отверстия, а расстояние между центрами отверстий - меньше трех диаметров. Как уже отмечалось, болты грубой и

Линии выкола

Рис. VI.4. Выкол болтом или заклепкой Рис. VI.5. К расчету болтов ч металла соединяемых элементов заклепок на растяжение

нормальной точности ставят в отверстия на 3 мм больше, чем диаметр болта (см. табл. VI.I). Полное включение их в работу на срез и смятие происходит при значительных деформациях соединения, поэтому там, где необходимо малодеформативное соединение, их применять не следует. Болты повышенной точности и заклепки хорошо работают на срез и смятие.

Расчет болтов и заклепок на растяжение. Проверка заключается в том, что растягивающие напряжения от внешней нагрузки в болтах или заклепках не должны превышать расчетного сопротивления их материала растяжению (рис. VI.5):

для болтов

(VI. 5)

или необ.ходимое число болтов в соединении

п>-: =

(VI. 6)

4 Р

где внутренний диаметр резьбы болта по нарезке (см.

табл. VI.3);

для заклепок

(VI.7)

или число заклепок в соединении

п>-=-. (V1.8)

где d - диаметр отверстия под заклепку.

Расчетное сопротивление заклепок растяжению принимают пониженным по сравнению с расчетным сопротивлением стали, так как часто появляется эксцентричность приложения растягивающей заклепку силы вследствие неравномерного давления на головку и поэтому возникают дополнительные напряжения у места соединения стержня заклепки с головкой. Из-за этого расчет заклепок на растяжение часто называют расчетом на отрыв головки.

Начальные внутренние напряжения растяжения в болтах и заклепках при расчете их на растяжение не учитывают, так как они не влияют на прочность соединения, ибо при работе соединения по мере преодоления сил стягивания они включаются в уравновешивание внешних сил. Расчетные сопротивления болтовых и заклепочных соединений см. в табл. VI.4 и VI.5.

2. РАСЧЕТ ВЫСОКОПРОЧНЫХ БОЛТОВ В МОНТАЖНЫХ СОЕДИНЕНИЯХ

Передача усилий в соединении на высокопрочных болтах происходит в результате сил трения, возникающих по соприкасающимся плоскостям. Расчетное усилие, которое может быть воспринято каждой поверхностью трения соединяемых элементов, стянутых одним высокопрочным болтом,

[Nf = P!m. (VI.9)

где Рб - осевое усилие натяжения болта; f - коэффициент трения, зависящий от способа очистки поверхностей, принимаемый по табл. VI.2; m - коэффициент условий работы соединения на высокопрочных болтах, учитывающий возможную неравномерность их работы, т=0,9 - для стальных конструкций, т=0,8 - для конструкций из алюминиевых сплавов. Осевое усилие натяжения болта Рб зависит от механических свойств его материала после термической обработки; при закручивании гайки его доводят до 65% предела прочности материала болта

где Fht - площадь сечения болта нетто по внутреннему диаметру резьбы (см. табл. V1.3).

Таким образом, расчетное усилие, воспринимаемое одной поверхностью трения в соединении на высокопрочных болтах,

[Л)в = О,65 0«„/>«, (VI, И)