БОЛТОВЫЕ СОЕДИНЕНИЯ ЭЛЕМЕНТОВ МЕТАЛЛИЧЕСКИХ КОНСТРУКЦИЙ

1 Общие соображения В строительстве применяются: Обычные болты с гайкой и шайбой; Фундаментные (анкерные) болты; Самонарезающие болты. Болтовые соединения, в отличие от сварных, имеют более простую технологию выполнения и поэтому широко применяются при монтаже. Монтажные болты устанавливаются примерно в 2 раза быстрее, чем производится сварка. Болтовое соединение является разъёмным. Однако болтовые соединения по сравнению со сварными являются более металлоёмкими и весьма деформативными. Последний недостаток устраняется применением фрикционных соединений на высокопрочных болтах.

2 Условные обозначения Постоянные болты в заводских и монтажных соединениях Временные болты в монтажных соединениях Высокопрочные болты Условные обозначения

3 Классы точности болтов В зависимости от требований к точности диаметра болтов различают три класса точности (А, B, C): Класс точности болтов Характеристика Допуск на отклонение диаметра болта от номинального АБолты повышенной точности– 0,3 мм ВБолты нормальной точности 0,52 мм СБолты грубой точности 1,0 мм в соединениях на болтах классов точности В и С диаметр отверстия превышает диаметр болта на 2…3 мм (в отдельных случаях – на 3…5 мм), что позволяет просверливать отверстия в каждой детали в отдельности – это «чёрные» болты; в соединениях на болтах класса точности А диаметр отверстия не должен превышать диаметр болта более чем на 0,3 мм (такие отверстия получают, например, сверлением их на проектный диаметр в собранных элементах) – это «чистые» болты; раньше они использовались в особо ответственных соединениях, а сейчас из-за трудоёмкости установки их применяют редко (более эффективными являются высокопрочные болты). В зависимости от требований к точности диаметра отверстий различают «чистые» и «чёрные» болты:

4 Классы прочности болтов Наиболее широко применяют болты классов прочности 5.8 и 5.6 диаметром 16, 20, 24 мм. Характеристика Болты обычной прочности Высокопрочные болты Применяемая сталь малоуглеродистая низколегированная Классы прочности болтов 4.6; 4.8; 5.6; 5.8; 6.6; ; 12.9 первое число, умноженное на 100, равно временному сопротивлению, МПа; произведение чисел, умноженное на 10, равно пределу текучести, МПа. 5.8 В зависимости от прочностных характеристик болты делят на классы прочности: (классы прочности записываются через точку)

5 Виды болтовых соединений Наиболее широкое распространение получили следующие виды болтовых соединений: Срезные соединения - воспринимают внешние усилия вследствие сопротивления болтов срезу и соединяемых элементов смятию, вследствие чего обладают повышенной деформативностью. Фрикционные соединения (сдвигоустойчивые соединения на высокопрочных болтах) - воспринимают внешние усилия вследствие сопротивления сил трения, возникающих по контактным плоскостям соединяемых элементов от предварительного натяжения болтов. Усилия натяжения контролируют, а соединяемые поверхности подвергают обработке. Фрикционно-срезные соединения (комбинированные). Фланцевые соединения - воспринимают внешние усилия вследствие сопротивления болтов растяжению; здесь несущая способность болтов используется наиболее полно.

6 Работа болтового соединения на срез и смятие Смятие поверхности отверстия Срез болта Двухсрезное соединение Односрезное соединение

7 Расчёт болтового соединения на срез и смятие Расчётное усилие, воспринимаемое одним болтом при его работе на срез: Расчётное усилие, воспринимаемое одним болтом при работе поверхности отверстия на смятие: R bs – расчётное сопротивление болта срезу (по табл. 58* СНиП); b – коэффициент условий работы болтового соединения (по табл. 35* СНиП); неравномерность работы много болтового соединения учитывается коэффициентом b = 0,9; A b – площадь сечения болта (по табл. 62* СНиП); n s – расчётное число срезов болта. R bp – расчётное сопротивление смятию соединяемых элементов (по табл. 59* СНиП); d b – диаметр болта; t min – наименьшая суммарная толщина элементов, сминаемых в одном направлении. Необходимое число болтов в соединении : где

8 Расчёт болтового соединения на растяжение Расчётное усилие, воспринимаемое одним болтом при его работе на растяжение: R bt – расчётное сопротивление болта растяжению (по табл. 58* СНиП); A bn – площадь сечения нетто болта (по табл. 62* СНиП). Фланец

9 Расчёт фрикционного соединения на высокопрочных болтах Расчётное усилие, воспринимаемое одной поверхностью трения соединяемых элементов: R bh – расчётное сопротивление высокопрочного болта растяжению; R bh = 0,7 R bun (R bun – наименьшее временное сопротивление разрыву, определяется по табл. 61* СНиП); b – коэффициент условий работы болтового соединения, зависящий от количества болтов (п * СНиП); A bn – площадь сечения нетто болта (по табл. 62* СНиП); - коэффициент трения, зависящий от качества обработки поверхностей (по табл. 36* СНиП); h – коэффициент надёжности, зависящий от вида нагрузки (статическая или динамическая), разности номинальных диаметров отверстий и болтов (1…6 мм), способа регулирования натяжения. Необходимое число болтов в соединении : Контролируемое усилие натяжения болта : n f – количество поверхностей трения соединяемых элементов.

10 Конструктивные требования к размещению болтов Минимальные расстояния между центрами отверстий болтов назначаются из условия прочности материала соединяемых элементов. Максимальные расстояния между центрами отверстий болтов назначаются - при сжатии – из условия устойчивости соединяемых элементов на участке между болтами; - при растяжении – из условия обеспечения плотного соединения элементов во избежание попадания в зазоры влаги и пыли, способствующих коррозии. t min s2s2 s2s2 s1s1 dbdb s 1 2,5 d b s 1 8 d b s 1 12 t min s 2 2 d b s 2 4 d b s 2 8 t min Размещение болтов осуществляется в соответствии с конструктивными требованиями (табл. 39 СНиП).

11 Конструктивные требования к размещению болтов Болты размещают в рядовом или шахматном порядке. Линии, проходящие по центрам болтов, называют рисками. Расстояния между рисками вдоль усилия называют шагом, а поперёк – дорожкой. Шаг Дорожка Риски Дорожка Шаг Риски Рядовое размещение Шахматное размещение