Примем для соединения болты диаметром 20 мм. Поминальный диаметр отверстий для болтов также 20 мм (см. табл. VI.1). Определим по формулам (VI.3) преде.1ьные расчетные усилия, которые может воспринять один болт:

по срезу (болт имеет два рабочих среза Пср = 2) и смятию;

30 = 185 кН;

7V4 = rfS6/?„ = 2.1,4.38 = 106.4 кН.

Расчетные сопротивления болтов срезу и смятию соединения принимаем по табл. VI.4 {Rp =30 кН/см2 и =38 кЩсм"). Наименьшее предельное расчетное усилие одного болта определяется условием смятия. Необходимое количество болтов в соединении

N 560

106,4

= 5,3, принимаем 6 болтов.

Проверим напряжения по ослабленному отверстиями сечению полосы f„ = (26-3.2) 1,4 = 28 см2.

Наибольшее напряжение в полосе

N 560

а =-= - =20 кН/см2 < 1 ,

Fm 28

ф-- ф Ф--Ф-

• -4-

70 М5

Рис. VI.п. К расчету соединения

ВИЙ среза и смятия. Так как при клепке заклепка верстие, то ее рабочий диаметр принимается по

ЛС(2

3,14.2,2

= 21 кН/см2.

Так как суммарная толщина накладок больше, чем толщина полосы, то прочность накладок также обеспечена.

Пример VI.2. Рассчитать стыковое соединение стальной полосы с исходными данными по примеру VI.I (см. рис. VI. 11), выполненное на заклепках. Примем для соединения заклепки диаметром 20 мм, поставленные в сверленые на проектный диаметр по кондукторам отверстия 21 мм (см. табл. VI. 1). Соединение относится к группе В. Определим по формулам (VI.3) предель[ые расчетные усилия, которые может воспринять одна заклепка из усло-осаживается и заполняет от-диаметру отверстия;

18 = 124,8 кН;

Л/,« = d Е = 2, Ы ,4,42 = 123.5 кН.

Необходимое число заклепок

1Л=«-" 123,5

: 4,6.

Принимаем 6 заклепок (5 заклепок конструктивно располагать менее удобно). Расположение заклепок может быть принято такое же, как и в примере VI. 1 {€М. рис. VI.11).

Проверим наибольшее напряжение в полосе по ослабленному сеченню: f.,T = (26-3.2,1) 1,4 = 27,6 см;

о = = 20,3 кН/см2<;? = 21 кН/см.

Прочность полосы обеспечена.

Пример VI.3. Рассчитать стыковое соединение стальной полосы, выполненное на высокопрочных болтах, с исходными данными по примеру VI. 1. Примем для соединения высокопрочные болты диаметром 18 мм из легированной стали марки 40ХФА с пределом прочности 0= 135 кН/см. Диаметр от-верстий для болтов 21 мм (см. табл. VI. 1). Поверхность соединения обрабатывается огневым способом; коэффициент трения по табл. VI.2 для углеродистой стали / = 0,45. Коэффициент условий работы соединений на высокопрочных болтах в стальных конструкциях т = 0,9. Площадь болта Рит (по внутреннему диаметру резьбы) принимаем по табл. V1.3; для болта диаметром 18 мм она равна 1,97 см. Поверхностей трения «тр каждого болта в соединении две (см. рис. VI.11). Определяем необходимое число высокопрочных болтов в соединении по формуле (VI. 12):

N 560 I

n,p.0.65o6f„,/m 2,.0,65.135.1.97-0,45.0,9

Принимаем 6 болтов (5 болтов конструктивно располагать менее удобно). Расположение болтов такое же, как и в примере VI.1 (см. рис. VI.И). Контролируемое усилие натяжения каждого болта должно быть [см. формулу (Vl.lO)I:

= 0,65 f „ = 0,65-135-1,97 = 172 кН.

Глава VII

БАЛКИ И БАЛОЧНЫЕ КОНСТРУКЦИИ

Балками называют конструктивные элементы сплошного сечения, работающие на изгиб. Благодаря простоте и малой стоимости изготовления, удобной конструктивной форме, небольшой строительной высоте балки находят широкое применение в строительных конструкциях. Они применяются в различных перекрытиях, на рабочих площадках, эстакадах, мостах и других сооружениях.

Особенно широко применяются сплошные балки для относительно небольших пролетов при больптх нагрузках. Прп больших пролетах и малых нагрузках наиболее рационально применение сквозных балок (ферм), так как получаемая в этом случае экономия металла является более существенной, чем увеличение трудоемкости изготовления.

8- 676 ИЗ

§ 22. ОБЩАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА БАЛОК И БАЛОЧНЫХ КЛЕТОК

Металлические балки могут быть классифицированы в зависимости от ряда признаков.

По статической схеме балки бывают разрезные, консольные и неразрезные. В металлических конструкциях наибольшее рас-поостранение получили разрезные свободно опертые (без защемления) балки. Неразрезные балки и однопролетные защемленные балки экономичнее по затрате металла, но значительно сложнее в изготовлении и особенно в монтаже.

Рис. VIM. Типы балок

а - прокатные; б - прессованные; в - составные

По типу сечения стальные балки разделяются на прокатные и составные; в алюминиевых конструкциях применяют прессованные и составные балки. Наиболее просты и дешевы прокатные балки (рис. Vn.l,a), к применению которых всегда следует стремиться. Однако из-за ограниченности сортамента прокатных балок большие балки приходится применять составного сечения. Размеры прессованных балок (рис. VH.1,6) также ограничены предельным диаметром матрицы пресса.

По способу соединения между собой элементов составные балки разделяются на сварные и клепаные (рис. VH.l,e). Наибольшее распространение получили сварные балки - они более экономичны по затрате металла и менее трудоемки при изготовлении. Клепаные балки применяют только для конструкций под тяжелые динамические или вибрационные нагрузки.

Составные балки проектируют, как правило, двутаврового сечения, наиболее экономичного по затрате металла при работе на изгиб и удобного в конструктивном отношении. Иногда при нецентральном приложении нагрузки к оси применяют балки коробчатого сечения (двухстенчатые), которые хорошо работают на возникающее кручение. Относительно горизонтальной оси сечение балки может быть симметричным и несимметричным.