Болтовые соединения без контролируемого напряжения
· Расчетное усилие воспринимаемое одним болтом на срез
(4.1)
- расчетное сопротивление материала болта на срез (табл. 58*, СНиП II-23-81*); 
; d – наружный диаметр;
ns – расчетное число срезов одного болта;
γb – коэффициент работы болтового соединения (табл. 35*, СНиП II-23-81*); γс – коэффициент условий работы конструкции.
Рис.4.4. Работа болтов: а – односрезное соединение; б- двухсрезное соединение
1 – поверхность смятия; 2 – поверхность среза
· Расчетное усилие воспринимаемое одним болтом по смятию элементов
(4.2)
- расчетное сопротивление смятию элементов, соединенных болтами (табл. 59*, СНиП II-23-81*);
- наименьшая суммарная толщина элементов, сминаемых в одном направлении: 
, 
, 
(рис.4.4, б)
· Расчетное усилие воспринимаемое одним болтом при работе на растяжение
(рис.4.1, б) - (табл. 58*, 60*, СНиП II-23-81*);
(4.3)
- расчетное сопротивление материала стержня болта на растяжение;
- площадь сечения болта нетто.
· Расчет многоболтовых соединений
Необходимое число болтов в соединении
(4.4)
4. Расчет фрикционных соединений на высокопрочных болтах
Фрикционное соединение на высокопрочных болтах – это соединение с контролируемым натяжением болтов.
Сила натяжения болта
(4.5)
Rbh – расчетное сопротивление разрыву (табл.61, СНиП II-23-81*)
Abn - площадь болта нетто (табл.62*, СНиП II-23-81*)
Расчетное сдвигающее усилие для высокопрочного болта в пакете, обжатом натяжением Р
(4.6)
nf –количество поверхностей трения в соединении;
μ – коэффициент трения (табл.36, СНиП II-23-81*);
γh – коэффициент надежности (табл.36, СНиП II-23-81*)
γb - коэффициент условий работы соединения, учитывает неравномерность работы болтов в соединении: γb =0,8 при n ≤5; γb =0,9 при 5< n ≤10; γb =1,0 при n >10.
Количество болтов в соединении
(4.7)
Применение: db =20-24 мм в конструкциях средней мощности;
db =24-30 мм в тяжелых конструкциях
5. Конструирование болтовых соединений
· 2 конструктивные разновидности соединений:
1) Стыки
Рис.4.5. Стыки листового металла: а – с двусторонними накладками; б – с односторонними накладками
Рис.4.6. Болтовые и клепаные стыки прокатных профилей
2) Прикрепление элементов друг к другу
Рис.4.7. Прикрепление элементов: а – симметричное; б – несимметричное; в – с коротышами
Лекция 4-1
СОРТАМЕНТ
Оформляется в виде ГОСТов или ТУ
Сортамент – перечень прокатных профилей с указанием формы, геометрических характеристик, массы единицы длины, допусков и условий поставки.
Две группы металлопроката:
Сталь листовая
· Толстолистовая
горячекатаная (ГОСТ 19903-74)
t =4 ÷ 160 мм; b =600 ÷ 3800 мм; наиболее употребимая b ≤2400 мм
Поставляется:
в листах l =6÷12 м; t ≤160 мм;
в рулонах t =1,2 ÷ 12 мм; b =500 ÷ 2200 мм.
Рекомендуемые для применения в строительных МК толщины листовой стали:
4÷6 мм – через 1 мм; 6÷22 мм – через 2 мм; далее 25, 28, 30, 32, 36, 40, 50, 60, 80, 100 мм
Применяется: в листовых конструкциях, в элементах сплошных систем (балках, колонных, рамах).
· Тонколистовая
холоднокатаная (ГОСТ 19904-74 с изм.) и горячекатаная (ГОСТ 199903-74 с изм.)
t ≤4 мм.
Применяется: для изготовления гнутых штампованных профилей, кровельных покрытий; из холоднокатаной оцинкованной – профилированные настилы.
· Широкополосная универсальная (ГОСТ 8200-70)
t =6 ÷ 60 мм; b =200 ÷ 1050 мм; l =5÷12 м;
· Полосовая (ГОСТ 103-76 с изм.)
t =4 ÷ 60 мм; b ≤200 мм;
Применяется: для конструктивных деталей (диафрагм, ребер жесткости), для изготовления гнутых профилей.
· Рифленая (ГОСТ 8568-77) с ромбическими или чечевицеобразными выступами
t =2,5 ÷ 8 мм;
Применение: для настила площадок.
· Просечно-вытяжная (8706-78)
t =4,5 ÷ 6 мм;
Изготавливается холодной вытяжкой листа с предварительно нанесенными разрезами.
Применяется: для площадок с возможным скоплением пыли.
Сталь профильная
· Уголковые профили
Равнополочные (ГОСТ 8509-93) и неравнополочные (ГОСТ 8510-86) уголки
А =1-1,5 см2 ÷ 140 см2.
Применяются в решетчатых конструкциях.
Компоновка сечений стержней из уголков – рис.4.1.
· Швеллеры (ГОСТ 8240-93)
№5 ÷ №40 с уклоном внутренних граней полок
№5П ÷ №40П с параллельными гранями полок.
Применяются в прогонных покрытий зданий, в колоннах и поясах тяжелых ферм.
· Двутавры
Типы двутавров:
Балки двутавровые обыкновенные (ГОСТ 8239-89) с уклоном внутренних граней полок №10 ÷ №60
Применяются в изгибаемых элементах, в ветвях решетчатых колонн.
Балки двутавровые широкополочные (ГОСТ 26020-83) с параллельными гранями полок:
нормальные двутавры (Б);
широкополочные двутавры (Ш);
b max=1000 мм; b:h =1:1,65 ÷ 1:1,25.
колонные двутавры (К)
b:h ≈1:1
Применяются в виде самостоятельных элементов: балок, колонн, стержней тяжелых ферм.
· Тавры
Получают разрезкой широкополочных двутавров (рис.4.1)
Применяются в решетчатых конструкциях.
· Трубы
Эффективны при работе на осевое сжатие, имеют высокую обтекаемость, долговечны.
Горячекатаные бесшовные трубы
Ø25÷550 мм; δ=2,5÷75 мм
Применяются в конструкциях радио- и телевизионных опор.
Круглые электросварные трубы
Ø8÷1620 мм; δ=1÷16 мм
Применяются в конструкциях радио- и телевизионных опор; в конструкциях покрытий в зданиях с агрессивной средой.
Электросварные трубы квадратного сечения а =80÷180 мм; δ=3÷8 мм;
Электросварные трубы прямоугольного сечения
а×b =60×100÷140×180 мм; δ=3÷8 мм;
Применяются в конструкциях легких кровель.
· Холодногнутые профили
δ=1÷8 мм
Применяются в легких конструкциях покрытий зданий. Экономия металла до 10%.
Алюминиевые сплавы
Чистый Al: σ02=20 ÷ 30 МПа; σ u =60 ÷ 70 МПа; ε u =40÷50%.
Легирующие добавки: Mg; Mn; Cu; Si; Zn.
| Материал | γ0, кН/м3 | σy (σ02), МПа | ε, % | Е, МПа |
| Ст3 | 78,5 | ±230 | 14-26 | 2,1·105 |
| Алюм. сплавы | 27,5 | ±180 | 10-15 | 0,7·105 |
Недостатки алюминиевых сплавов: низкий модуль упругости; высокая стоимость (в конструкциях – в 1,5 ÷ 2,5 р выше стали).
Применяются в ограждающих конструкциях, в большепролетных конструкциях.
Строительные профили из алюминиевых сплавов
Получают прокаткой, прессованием и литьем.
Листы (t ≤10,5 мм; b ≤200 мм; l ≤7 м.
Прокатываются в горячем и холодном состоянии.
Фасонные профили
Изготавливают горячим прессованием на гидравлических прессах.
Размеры матрицы: Ø320 мм (до 530 мм); А =0,5 ÷ 300 см2.
Рис.4.1. Основные виды прокатных профилей
Рис.4.2. Компоновка сечений стержней из прокатных профилей
Рис.4.3. Типы гнутых профилей
Рис.4.4. Типы профилей из алюминиевых сплавов