42. Болтовые соединения: область применения, виды болтов

Для соединения металлических конструкций помимо сварки приме­няют болты и заклепки. Болтовые соединения конструкций появились раньше сварных. Простота соединения и надежность в работе способст­вовали их широкому распространению в строительстве при монтаже ме­таллических конструкций. Однако болтовые соединения более металлоемки, чем сварные, так как имеют стыковые накладки и ослабляют сечения элементов отверстиями для болтов. В строительных конструкциях применяют болты грубой, нормальной и повышенной точности, высокопрочные, самонарезающие и фундамент­ные (анкерные). Болты грубой и нормальной точности различаются допусками на отклонения диаметра болта от номинала. Для болтов грубой и нормальной точности отклоне­ния диаметра могут достигать соответственно 1 мм и 0,52 мм. Изготовляют болты из углеродистой стали горячей или холодной высадкой, иногда с последующей термообработкой. В зависи­мости от процесса изготовления различают несколько классов прочности болтов от—4,6 до 8.8. Класс прочности болтов обозначен числами. Первое число, умноженное на 10, обозначает временное сопро­тивление, а произведение первого числа на второе — пре­дел текучести материала. Самонарезающие болты отличаются от обычных на­личием резьбы полного специального профиля на всей длине стержня для нарезания резьбы и завинчивания в ранее образованные отверстия соединяемых деталей. Фундаментные (анкерные) болты служат для передачи растягивающих усилий с колонн на фундамент

43. Расчёт соединения на обычных болтах на сдвигающее усилие и растяжение.

Если внешняя сила, действующая на соединение, направлена параллельно продольной оси болтов, то они будут работать на растяжение. При статической работе такого соединения качество отверстий и поверхности болта не играет никакой роли и болты нормальной и повышенной точности работают на растяжение одинаково (их расчетные сопротивления равны). В фундаментных болтах снижение расчетных сопротивлений матери­ала болтов против номинала объясняется еще и тем, что степень натяже­ния смежных болтов базы колонны в процессе монтажа колонны может быть различна, а потому в действительности возможна некоторая пе­регрузка отдельных болтов. Усилие, которое может быть воспринято од­ним болтом, определяют по формуле N_р^б=R^б_рA^б_нт где R^б_р — расчетное сопротивление болтов растяжению. N_b=R_bt*A_bn - на растяжение. Необходимое количество болтов в соеди­нении, работающем на действие центрально приложенной растягиваю­щей силы, определяют:n = N/γ N_р^б. расчёт на срез N_s=R_bsAγ_bh_s расчёт на смятие N_p=R_bpdγ_b.

44. Особенности работы и расчёта фрикционных соединений на высокопрочных болтах.

Фрикционные соединения на высокопрочных болтах по характеру передачи усилий принципиально отличаются от других типов разъемных и неразъемных соединений. Усилия в них передаются только силами трения, возникающими на контактных поверхностях вследствие большого предварительного натяжения болтов. В исходном состоянии (без нагрузки) поверхности соединяемых деталей находятся в контакте. После приложения внешней рабочей нагрузки на соединение, в том числе и предварительного натяжения высокопрочных болтов, на отдельных участках контактных поверхностей происходит частичный сдвиг деталей. Кроме того, местами возможен отрыв соединяемых элементов друг от друга, т. е. выход из контакта. Работа таких соединений под нагрузкой характеризуется изменением предварительного натяжения высокопрочных болтов. В зависимости от напряженно-деформированного состояния натяжение болтов может либо увеличиваться, либо уменьшаться. Это происходит за счет поперечных деформаций пакета (эффекта Пуассона). При сжатии имеет место обратное явление.Q_bh=γ_bR_bhA_bhμ/γ_h количество болтов n=N/ Q_bhKγ_C где γ_b-к.т. условия работы, A_bh-площадь поперечного сечения болта, μ-к.т. трения, R_bh-расчётное сопротивление растяжению R_bh=0,7R_bun и Q_bh-несущая способность одной поверхности трения.