Расчет соединения на наладках

В конструкциях используют многоболтовые соединения. При этом сечение присоединяемого элемента должно пере­крываться болтовым соединением по возможности равномерно, т. е., например, соединение поясов балок должно передавать усилие, действующее в поясах, а соединение стенок — усилие в стенках. Для определения сдвигающего усилия, действующего на болт, принимается допущение о том, что распределение усилий между болтами соедине­ния соответствует распределению напряжений в присоединяемом элементе. Исходя из этих положений рассмотрим методику расчета болтового соединения коробчатой балки при общем случае нагружения (рис. 15.14).

Продольная сила загружает сечение равномерно, по­этому нагрузка на болтовые соединения поясов и сте

Рис. 15.14. Схемы к расчету болтового соединения на накладках

нок распределяется пропорционально их площадям,т.е.

В пределах одного элемента она равномерно распреде­ляется между всеми болтами, и на один болт приходятся усилия

(15.17)

Здесь — общее количество болтов соответственно на одном поясе и на одной стенке с одной стороны стыка; - площади сечения одного пояса и одной стенки.

Изгибающий момент создает переменное распреде­ление напряжений по высоте балки. Разделим действующий изгибающий момент между поясом и стенкой . Полагая, что при изгибе балки они имеют одинаковый радиус кривизны , найдем [9]

откуда получим распределение изгибающих моментов меж­ду поясами и стенками пропорционально их моментам инерции, взятым относительно нейтральной оси, т. е. . Добавив к этому условие , найдем изгибающие моменты, приходящиеся на один пояс и одну стенку (здесь предполагается, что балка имеет две оси симметрии):

Где – моменты инерции одного пояса и одной стенки относительно оси y(в данном примере приближенно ).

Момент загружает пояс равномерно, поэтому и уси­лия от него между болтами на поясе распределятся равномерно, т. е.

(15.18)

Усилия между болтами на стенке распределяются по­добно эпюре нормальных напряжений, т. е. пропорцио­нально расстоянию до нейтральной оси (рис. 15.14, в). Следовательно, - сдвигающие усилия, приходящиеся на каждый болт J-го от нейтральной оси ряда и последнего J-ro ряда болтов. Изгибающий момент М уравновешивается моментами усилий, передаваемых болтами на одной стенке, т. е.

Таким образом, при одинаковом количестве болтов во всех рядах( ) усилие, приходящееся на самый нагруженный болт на стенке (в J-м ряду), вычисляется как

(15.9)

(15.19)

Момент также должен быть поделен на две части

Значение сдвигающего усилия, приходящегося на один болт на поясе { ) и на стенке ( )» получится по аналогии с (15.18) и (15.19):

(15.20)

Перерезывающую силу в основном воспринимают по­яса, a — стенки, поэтому, полагая равномерное распределение усилий между болтами, найдем усилие на один болт в этих элементах:

(15.21)

Делитель 2 обусловлен тем, что данная балка имеет два пояса и две стенки.

Суммируя все полученные решения, найдем наибольшее усилие, приходящееся на самый нагруженный болт в со­единении пояса

(15.22)

И стенки

(15.23)

В приведенных формулах использованы следующие обо­значения: — количество болтов в одном ряду на

поясе и на стенке с одной стороны стыка; К, J — количе­ство пар рядов болтов на поясе и на стенке (центральный ряд, расположенный на нейтральной оси не считается). Для соединения, изображенного на рис. 15.14, указанные величины имеют следующие значения: - 12, = 18, = 3, = 3, К = 2, J = 3. При расчете, например, двутавровой балки в этих формулах следует учитывать только одну стенку.