Расчет укрупнительного стыка на высокопрочных болтах.

Исходные данные: запроектировать стык главной балки на высокопрочных болтах d=20 мм из стали 40ХС «селект», R_bun=100 кН/см². Стык расположен в середине пролета главной балки. Изгибающий момент в сечении М=277092.55 кН∙см.

Обработка поверхности - газопламенная, g_В = 0,9, g_h = 1.02, m=0,42[4].

Рис. 1 Укрупнительный стык на высокопрочных болтах.

Определяем несущую способность одного высокопрочного болта по:

где R_bh - расчетное сопротивление высокопрочного болта на растяжение, определяемое по п. 3.7. [4] по формуле R_bh=0,7R_bun, где R_bun - наименьшее временное сопротивление болта разрыву, принимаемое по табл. 61^* [4]; - коэффициент трения, табл. 36 [4]; γ_h - коэффициент надежности, табл. 36 [4]; А_bh - площадь сечения болта нетто, табл. 62 [4]; γ_b - коэффициент условий работы соединения, зависит от количества болтов необходимых для восприятия расчетного усилия, принимается равным: 0.8, при n<5; 0.9 при 5<n<10;

1.0 при n>10; k - число поверхностей трения.

Q_bh = ∙2 = 139.8кН.

Стык поясов:

Каждый пояс балки перекрывается тремя накладками, одной сечением b_нt_н, где b_н=b_f и t_н=1/2t_f+0,2 см и двумя – шириной b_н=1/2(b_f-4) и толщиной t_н=1/2t_f+0,2см. Назначаем размеры сечения накладок, перекрывающих пояса балки: верхняя накладка 36´1,5 см² и две нижние 16´1,5 см².

Изгибающий момент, воспринимаемый поясами:

= =233733.6 кН×см

Расчетное усилие в поясе:

= =2174,27 кН

Количество болтов для крепления накладок:

= = 15.55 принимаем 16 болтов.

Площадь сечения пояса на краю стыка с учетом ослабления двумя отверстиями d₀ = 2,2 см: , где n_k - число отверстий, попадающих в сечение пояса по крайнему ряду.

А_fn =36·2,5-2·2,2·2.5= 79 см ² 0,85·A_f =76.5см ² – согласно СниП [4], прочность поясов по ослабленному сечению обеспечена.

Аналогично проверяется ослабление отверстиями накладок:

Целесообразно принять для накладок сталь С275 R_у=26,5 кН/см²

Площадь сечения накладок в середине стыка с учетом ослабления четырьмя отверстиями d₀ =2,2 см:

А_n=36·1,5 +2·16·1,5 -2·4·2,2·1,5=72.6см² ≤ 0,85·A_f=76.5см²

Необходимо выполнить проверку по прочности:

s=

s=2174,27/1.18·72.6=25.4- прочность накладок по ослабленному сечению не обеспечена. Увеличиваем толщину накладок t_н=1.8см. A_n=36·1.8+2·16·1.8-2·4·2.2·1.8=90.72см² 76.2см²

Стык стенки:

Назначаем размеры накладок для стыка стенки:

t = 1/2t_w + 0,2, cм

t=1/2·1+0,2=0,7 см.

Принимаем в соответствии с сортаментом на листовую сталь t =0,8 см.

h_н = h_w - 2t_н - 2, см

h_н =105-2·1,8-2=99.4 см. Принимаем h_н = 100 см.

Изгибающий момент, приходящийся на стенку:

= =43358.91 кН см.

Расстояние между двумя крайними рядами болтов:

a_max»h_н - 4d₀=100 -4·2,2=91,2 см. Принимаем а_max= 90см. Назначаем два вертикальных ряда болтов на полу-накладке и вычисляем коэффициент стыка, m=2:

=1.71

по таблице определяем количество горизонтальных рядов и принимаем k =8;

шаг заклепок в вертикальном ряду:

а_max/k-1=90/(8-1)=13 см.

Вычисляем ,

Sа_i² =13²+39²+65²+90²=14015 см².

Проверяем прочность наиболее нагруженного крайнего болта:

,

кН < 2Q_bh=139,82 кН - прочность стыка стенки обеспечена.

Дата добавления: 2015-09-06