Схема сил нагружения кронштейна
Примем следующие габаритные размеры и обозначим их на расчетной схеме:
Н =250мм;
a =(1,0…1,1) Н =(1,0…1,1) 250= 250…275 =260мм;
l =(1,2…1,3) Н =(1,2…1,3) 250=300…325= 310мм; b =6 S =6∙8=48 мм;
B = b +40=48+40=88 мм;
L = l +40=310+40=350 мм.
Расчет группы болтов, воспринимающих общую внешнюю нагрузку, сводится к определению диаметра наиболее нагруженного болта, т.к. диаметры остальных болтов принимаются одинаковыми.
Силовые факторы, действующие на соединение: действие силы Pmax можно свести к действию двух взаимно перпендикулярных сил N и Q и опрокидывающего момента Т.
Опрокидывающий момент равен:
Сила N направлена вдоль оси болтов, растягивает болты и нагружает стык:
Сила Q направлена перпендикулярно оси болтов и является сдвигающей силой.
Рассмотрим расчетную схему в первом приближении, будем считать, что для кронштейна, установленного на жесткой стальной плите (без прокладок).
Усилия, действующие на болты, определим исходя из принципа независимости действия силовых факторов.
Осевые усилия, приходящиеся на каждый болт (в том числе и наиболее нагруженный) от растягивающего усилия N равно:
Определим осевое усилие F1M, приходящееся на наиболее нагруженный первый болт от опрокидывающего момента Т
где 
– расстояние болта от оси Х-Х. 
;
Т – опрокидывающий момент.
Следовательно
Суммарное осевое усилие для наиболее нагруженного болта:
Для того чтобы не допустить полной разгрузки стыка под кромкой 1, расчетное усилие для наиболее нагруженного болта принимаем
где α =(1,3…2,5) – коэффициент, учитывающий величину остаточных напряжений на стыке после приложения внешней нагрузки.
Определим внутренний диаметр резьбы
|
|
где 
– допускаемое напряжение, МПа.
Принимаем, что болты изготовлены из стали 35 (по табл. 2 
=260 МПа), коэффициент запаса прочности 
, получим:
=86,67 МПа
Следовательно
Принимаем резьбу М14х2мм, для которой d2 =12,701 мм; d1=11,835 мм.
Проверка расчета
Проверим остаточные напряжения в стыке под левой и правой кромками плиты (условия нераскрытия и прочности стыка)
где 
– допускаемое давление на основание (для кирпичной кладки =2 МПа).
Напряжение в стыке от предварительной затяжки всех болтов равно:
– усилие предварительной затяжки одного болта,
где 
–расчетное усилие для наиболее нагруженного болта 
=8180 Н;
k – коэффициент относительной жесткости k=0,2;
– суммарное осевое усилие, приходящееся на наиболее нагруженный болт 
=3555 Н;
А – опорная площадь плиты, A=LB.
Напряжение изгиба от момента Т
где 
– момент сопротивления при изгибе опорной площади плиты, мм3;
L и B – габаритные размеры плиты, мм.
Напряжения растяжения от усилия N:
Остаточные напряжения под левой кромкой плиты кронштейна должно удовлетворять условию нераскрытия стыка.
Определим остаточное напряжение под правой кромкой
Следовательно, условия нераскрытия и прочности стыка выполнено.
Эпюры напряжений на стыке после предварительной затяжки болтов и приложения внешней нагрузки
Поперечное усилие Q=Pmaxcosα, действующее на опору, воспринимается за счет сил трения и при проверке должно быть удовлетворено условие:
Примем коэффициент трения f = 0.3.
Условие выполняется.