2020-10-11
303
Пример 2.8. Запроектировать болтовой стык листов через накладки (рис. 2.10).
Рис.2.10. Болтовое соединение. К примеру 2.8
Листы и накладки выполнены из стали С245. Толщина: листов t л = 14 мм, накладок t н = 6 мм. Усилие, приходящееся на соединение N = 370 кН, γ n = 1,0; γ c = 1,0.
Решение.
1. Стык выполняем на болтах нормальной точности (класс точности соединения В). Принимаем болты класса 5.6, диаметром 20 мм, отверстия под болты диаметром 23 мм. Расчетные сопротивления: Rbs = 200 МПа = 20,0 кН/см2; Rbp = 450 МПа = 45,0 кН/см2 (см. табл. 58*, 59* СНиП II-23-81*).
2. Определяем коэффициент γ b, для многоболтового соединения и класса точности В, γ b = 0,9 (табл. 35* СНиП II-23-81*).
3. Площадь сечения болта Аb = 3,14 см2 (для определения площади болтов можно воспользоваться табл. 62* СНиП II-23-81*).
4. Наименьшая суммарная толщина сминаемых в одном направлении элементов: толщина листов ∑ t = t л = 14 мм; толщина накладок ∑ t = 2 t н = 2·6 = 12 мм. Принимаем в расчет меньшее значение ∑ t = 12 мм.
4. Количество плоскостей среза болта ns = 2.
5. Находим несущую способность одного болта по формулам (2.4, 2.5):
|
|
|
на срез Nb = Rbs g b Abns = 20·0,9·3,14·2 = 113,0 кН;
на смятие Nb = Rbp g b db å t = 45,0·0,9·2,0·1,2 = 97,2 кН.
6. Определяем количество болтов, необходимых для обеспечения прочности соединения (по каждую сторону от стыка) по формуле (2.7)
принимаем 4 болта.
7. Устанавливаем минимальные расстояния:
- между центрами отверстий, а = 2,5 d = 2,5·23 = 57,5 мм; (d – диаметр отверстия);
- от края элемента до центра отверстия: вдоль усилия b 1 = 2 d = 2·23 = 46 мм; поперек усилия (при обрезанных кромках листов) b 2 = 1,5 d = 1,5·23 = 34,5 мм.
Требуемая длина накладки с учетом зазора в 1 мм между соединяемыми листами l н = 2·57,5 + 4·46 + 1 = 300 мм, принимаем l н = 303 мм.
Ширина накладки из учета расстановки болтов на минимальном расстоянии
b н = 57,5 + 2·34,5 = 126,5 мм
8. Определяем:
- максимальные допустимые расстояния между осями болтов:
а = 8 d = 8·23 = 184 мм, или 12 t н = 12·6 = 72 мм;
- максимальное расстояние от центра болта до кромки элемента:
b = 4 d = 4·23 = 92 мм, или 8 t н = 8·6 = 48 мм, (при проектировании соединения учитывают меньшее значение).
9. Определяем размеры сечения соединяемых листов. С учетом наличия ослаблений требуемая площадь сечения нетто Аn = N γ n /(Ry γ c) = 400·1,0/24·1,0 = 16,7 см2. Требуемая площадь сечения листов (накладок) брутто
А = Аn + А ослабл = 16,7 + 2·2,3·1,4 = 23,1 см2 (учтено, что в сечение попадает два отверстия под болты диаметром 2,3 см). Определяем требуемую ширину соединяемых листов b листа = А/t л = 23,1/1,4 = 16,5 см ≈ 166 мм. Требуемая ширина накладок из их прочности b н = А /(2 t н) = 16,5/(2·0,6) = 13,75 см ≈ 138 мм. Ширину накладки принимаем по большему из требуемых размеров (см. п. 7 расчета)
|
|
|
10. Конструируем соединение листов. Принимаем по каждую сторону от стыка по 4 болта класса 5.6 диаметром 20 мм, поставленные в отверстия диаметром 23 мм. Отверстия выполняем продавливанием. Размеры накладок: длина l н = 303 мм, ширина b н = 138 мм.
Пример 2.9. Рассчитать прикрепление верхнего пояса фермы к колонне болтами нормальной точности класса 5.8, диаметром 24 мм (рис. 2.11). На соединение действует растягивающая сила N = 250 кН, γ n = 1,0; γ c = 1,0.
Решение.
1. Расчетное сопротивление болтов растяжению Rbt = 200 МПа = 20,0 кН/см2 (табл. 58* СНиП II-23-81*).
2. Определяем площадь сечения болта нетто Аbn = 2,45 см2 (табл. 62* СНиП II-23-81*).
Рис.2.11. Болтовое соединение. К примеру 2.9
3. По формуле (2.6) находим расчетное усилие, которое выдерживает один болт на растяжение
Nb = Rbt An = 20,0·3,52 = 70,4 кН.
4. Определяем требуемое количество болтов
принимаем 4 болта.
