5 Расчетболтовых соединений элементов металлическеского пролетного строения

Принимаем высокопрочные болты с діаметром 20 мм. При этом площадь брутто А_в=3,14 см² (по нагруженной кромки резьбы), а площадь нетто А_п=2,45 см². Болты изготовлены из метала 40Х «Селект», расчетное сопротивление которого составляет R_bh=1100 МПа.

Усилие воспринимаемое одним болтом определяется по формуле:

, Н (5.1)

где Р-усилие натяжения, растягивающее усилие, которое определяется:

Р=0,7·R_bh·A_n·m, Н (5.2)

m - коэффициент условия работы высокопрочных болтов, m=0,95;

μ- коэффициент трения двух поверхностей, μ=0,58 ;

γ_bh- коэффициент надежности, который зависит от количества болтов:

• при n=2-4 штук γ_bh=1,568;

• при n=5-19 штук γ_bh=1,362;

• при n>20 штук γ_bh=1,184.

Растягивающее усилие составляет:

Р=0,7·110000·2,45·0,95=179217,5 Н

Усилие натяжения:

Н

Количество болтов для прикрепления одного элемента определяем по формуле:

, (5.3)

где m - коэффициент условия работы

n_s - количество плоскостей трения, т.к. используются внешние фасонки, то n_s=1;

[N]- расчетное усилие которое может выдержать принятое поперечное сечение каждого элемента, оно равно:

[N]=A_n·R_y - для растяжения; (5.4)

[N]=φA_b·R_y -для сжатия. (5.5)

Выполняем расчет количества болтов для 2-го элемента (сжатый элемент):

[N]=0,8·829,8·28500=18919440 Н

Количество болтов равна:

n=18919440/(1,0·76319·1,0)=248 болтов

Пересчитаем значение Q_bh n>20:

n=18919440/(1,0·87792·1,0)=216 болтов

Принимаем 216 болтов.

Выполняем расчет количества болтов для 1-го элемента (сжатый элемент):

[N]=0,8·625·28500=14250000 Н

Количество болтов равна:

n=14250000/(1,0·76319·1,0)=187 болтов

Пересчитаем значение Q_bh n>20:

n=14250000/(1,0·87792·1,0)=163 болтов

Принимаем 163 болтов.

Выполняем расчет количества болтов для 5-го элемента (сжатый элемент):

[N]=0,8·109,2·28500=2489760 Н

Количество болтов равна:

n=2489760/(1,0·76319·1,0)=33 болтов

Пересчитаем значение Q_bh n>20:

n=2489760/(1,0·87792·1,0)=29 болтов

Принимаем 29 болтов.

Выполняем расчет количества болтов для 3-го элемента (растянутого элемент):

[N]=58,4·28500=1664400 Н

Количество болтов равна:

n=1664400/(1,0·76319·1,0)=22 болтов

Пересчитаем значение Q_bh n>20:

n=1664400/(1,0·87792·1,0)=19 болтов

Принимаем 19 болтов.

Для 4-го элемента - стояка, принимаем такое же количество болтов, как и для 3 элемента, т.е 19 болтов.

6. Рамещение болтов в узле фермы

Соединение в узлах элементов фермы осуществляется с помощью фасонок, толщина которых колеблется от 10 до 16 мм. Для расчетного узла фермы принимаем толщину фасонки 16 мм.

Болты для соединения применяет диаметром 20 мм из стали 40Х «Селект» с расчетным сопротивлением R_bh=1100 МПа.

Зазор между двумя горизонтальными элементами должен быть 20 мм, между всеми другими – 30 мм.

Обычно, болты распределяют в 2-4 раза. Расстояние между рядами вдоль усилия и поперек составляет > 2,5d, при d=20 мм это расстояние составляет 50 мм.

Максимальное расстояние между рядами вдоль усилия при растяжении составляет 24t, а при сжатии - 16t. Для сжатого – растянутых элементов максимальное расстояние поперек усилия должно быть менее 24 t.

Принимаемое расстояние от центра болта до края элемента в любом направлении должно быть > 1,5d, т.е более или равными 30 мм.

Рассмотренное выше значение t является минимальной толщиной листа элемента, толщиной полочки уголка либо толщиной фасонки.

По результатам расчета рисуем рисунок, на котором отобразим узел фермы со всеми расчетными данными.

СПИСОК ИСПОЛЬЗОВАННОЙ ЛИТЕРАТУРЫ

1. СНиП 2.05.03-84

2. Саламахин П.М. Мосты и сооружения на дорога=. 4.2.- Транспорт,1991-448 с.

3. Сортамент прокатной стали (ГОСТ 8509-72)

4. ДБН В.2.3-14:2006. Мости та труби. Правила проектування.-Держбуд України, 2006-360 с.