Расчет болтовых соединений без контролируемого натяжения болта

Болтовые соединения

1) По числу поставленных болтов

-одноболтовые

-многоболтовые

2) по характеру передачи усилия в соединениях от одного элемента к другому:

- несдвигоустойчивые (без контроля натяжения болта)

- сдвигоустойчивые (фрикционные)

- фрикционно-срезные

Несдвигоустойчивые – сила затяжки гайки не контролируется и считается, что усилие не передается через трение поверхностей соединяемых элементов. Используются болты различных классов прочности, в том числе и высокопрочные. В расчетах учитывается сопротивление растяжению, смятию и срезу без учета сил трения.

Фрикционные–соединения выполняются на высокопрочных болтах с контролируемым натяжением. Во фрикционных соединениях сдвигающие силы передаются трением между соединяемыми элементами.

Во Фрикционно-срезных соединениях часть усилия передается через трение поверхностей соединяемых элементов, а часть через смятие, как при неконтролируемом натяжении. Применяются редко из-за сложности расчета и возможности развития пластических деформаций, хотя являются самыми экономичными.

а) – деформация стержня болта, заклепки; б) – срез стержня болта, заклепки; в) – смятие соединяемого элемента.

Внешние усилия в болтовом или заклепочном соединении стремятся сдвинуть соединяемые элементы один относительно другого (а).

Болты препятствуют этому сдвигу, в них возникают сложное напряженное состояние:

1) по плоскости соприкосновения сдвигаемых элементов возникают срезывающие напряжения

2) от поперечного давления элементов возникают сминающие напряжения;

3) от первоначального натяжения остаются растягивающие напряжения.

При действии продольной силы N, проходящей через центр тяжести соединения, распределение этой силы между болтами принимают равномерным.

Расчетное усилие, воспринимаемое одним болтом:

1) при работе на срез:

Rbs – расчетное сопротивление материала болта на срез, кН/см2

площадь сечения стержня болта по ненарезанной части

ns – число расчетных срезов

- коэффициент условий работы соединения (табл. 35* СНиП II-23-81*)

- коэффициент работы конструкции

2) при работе на смятие:

Rbр – расчетное сопротивление материала соединяемых элементов на смятие, кН/см2

- наименьшая суммарная толщина элементов , сминаемых в одном направлении

- наружный диаметр стержня болта

3) при работе на растяжение:

Rbt – расчетное сопротивление материала стержня болта на растяжение (табл. 60* СНиП), кН/см2

Abn– площадь поперечного сечения болта нетто (табл. 62 СНиП)

Число болтов в соединении , где -сдвигающая сила, приложенная к центру тяжести соединения, - наименьшее из значений расчетного усилия (на срез или смятие) для одного болта ( см. выше)

Расчет самих соединяемых элементов на прочность ведут с учетом ослабления сечения отверстиями по площади сечения Аn.