Балки и балочные конструкции (часть 2) - Монтажный стык на высокопрочных болтах
Содержание материала
- Балки и балочные конструкции (часть 2)
- Проверка общей устойчивости прогона
- Проверка жесткости балки
- Расчет и конструирование составной сварной главной балки
- Определение усилий
- Компоновка сечения
- Проверка прочности балки
- Проверка прочности балки по нормальным напряжениям
- Проверка прочности стенки на местные сминающие напряжения
- Изменение сечения балки по длине
- Проверка общей устойчивости балки
- Проверка местной устойчивости элементов балки
- Проверка местной устойчивости стенки в среднем отсеке балки
- Проверка местной устойчивости стенки в месте изменения сечения балки
- Проверка местной устойчивости стенки в первом отсеке
- Проверка местной устойчивости стенки балки при наличии местных напряжений
- Проверка местной устойчивости стенки при наличии местных напряжен
- Проверка жесткости балки
- Конструирование и расчет опорной части главной балки
- Проектирование монтажного стыка главной балки
- Монтажный стык на высокопрочных болтах
- Расчет стыка пояса
- Все страницы
Монтажный стык на высокопрочных болтах. Монтажные стыки на высокопрочных болтах выполняются с накладками (по три на каждом поясе и по две на стенке, рис. 3.21).
Усилие с одного элемента на другой передается за счет сил трения, возникающих между соприкасающимися плоскостями, стянутыми высокопрочными болтами. Площади сечения накладок должны быть не меньше площади сечения перекрываемого ими элемента. Рекомендуемые к применению в конструкциях средней мощности высокопрочные болты и их площади сечения приведены в табл. 3.17.
Принимаем болты db = 24 мм. Диаметр отверстия d под болт делается на 2 – 3 мм больше db. Назначаем отверстие d = 26 мм.
Размещение болтов производится согласно требованиям, приведенным в табл. 3.18.
Минимальное расстояние между центрами болтов (шаг болтов) в расчетных соединениях определяется условиями прочности основного металла и принимается в любом направлении равным amin = 2,5d = 2,5 · 26 = 65 мм. Принимаем а = 70 мм.
Максимальное расстояние между болтами определяется устойчивостью сжатых частей элементов в промежутках между болтами (в крайних рядах при отсутствии окаймляющих уголков amax ≤ 12tmin = 12 · 10 = 120 мм, где tmin – толщина наиболее тонкого наружного элемента) и обеспечением плотности соединения: Минимальное расстояние от центра болта до края элемента для высокопрочных болтов в любом направлении усилия сmin ≥ 1,3d = 1,3 · 26 = 33,8 мм.
Принимаем с = 50 мм. Ширина верхней накладки пояса назначается равной ширине пояса балки bnf = bf = 450 мм.
Ширина каждой нижней накладки пояса определяется:
b′nf = [bf – (tw + 2kf + 2Δ)] / 2 = [450 – (12 + 2 ∙ 7 + 2 ∙ 10)] / 2 = 202 мм,
где Δ = 10…15 мм – конструктивный зазор.
Толщина каждой накладки пояса
tnf = tf/2 + 2 = 25 / 2 + 2 = 14,5 мм.
Принимаем верхнюю накладку из листа 450´14 мм с площадью сечения Аnf = 63 см2 и две нижних накладки из листа 200´14 мм с площадью сечения А′ nf = 28 см2.
Суммарная площадь накладок
Аn = Аnf + 2А′nf = 63 + 2 ∙ 28 = 119 см2 > Аf = 112,5 см2.
Горизонтальные болты располагаем в 4 ряда на одной полунакладке.
Определяем длину двух вертикальных накладок:
lnw = hw – 2(tnf + Δ) = 1500 – 2 (14 + 10) = 1450 мм.
Ширина вертикальных накладок
bnw = 2а + δ + 4c = 2 · 70 + 10 + 4 · 50 = 350 мм,
где δ = 10 мм – зазор между элементами.
Толщину одной вертикальной накладки tnw принимаем равной толщине стенки tw за вычетом 2 мм (tnw = 10 мм).
Максимальное расстояние между крайними горизонтальными рядами болтов (с учетом расстояния до края элемента с = 50 мм)
а1= 1450 – 2 ∙ 50 = 1350 мм.
Стык осуществляем высокопрочными болтами db = 24 мм из стали 40Х «селект», имеющей наименьшее временное сопротивление
Rbun = 1100 МПа = 110 кН/см2 (табл. 3.19).
Способ регулирования натяжения высокопрочных болтов принимаем по M (моменту закручивания). Расчетное усилие Qbh, которое может быть воспринято каждой поверхностью трения соединяемых элементов, стянутых одним высокопрочным болтом, определяется по формуле
где – расчетное сопротивление растяжению высокопрочного болта;
Abn = 3,52 см2 – площадь сечения нетто болта db = 24 мм, принимаемая по табл. 3.17;
– коэффициент трения, принимаемый в зависимости от обработки поверхностей по табл. 3.20 (принят газопламенный способ обработки поверхностей);
– коэффициент надежности, принимаемый при статической нагрузке и разности номинальных диаметров отверстий и болтов δ = (d – db) = 1 – 4 мм с использованием регулирования натяжения болтов по М при газопламенном способе обработки поверхностей;
gb – коэффициент условий работы соединения, зависящий от количества болтов n, необходимых для восприятия расчетного усилия, и принимаемый равным:
0,8 при n < 5; 0,9 при 5 £ n < 10; 1,0 при n ³ 10.
Определяем:
Расчет стыков поясов и стенки производим раздельно. Приравнивая кривизну балки в целом (здесь r – радиус кривизны) кривизне ее составляющих – стенки Mw /(EIw) и поясов Mf /(EIf), находим изгибающие моменты, приходящиеся на стенку Mw и пояса Mf, которые распределяются пропорционально их жесткостям, соответственно EIw и ЕIf.
Момент инерции стенки Iw = 337500 см4.
Момент инерции поясов
Изгибающий момент, приходящийся на стенку:
Mw = Mmax(Iw/Ix) = 4658,72 (337500 / 1645664) = 955,43 кН/м.
Изгибающий момент, приходящийся на пояса:
Mf = Mmax(If /Ix) = 4658,72 (1308164 / 1645664) = 3703,29 кН/м.