Виды болтовых соединений металлических конструкций

Обновлено: 07.01.2025

Болтовые соединения осуществляют путем постановки металлических стержней (болтов) в совмещенные отверстия соединяемых элементов.

В болтовых соединениях стальных конструкций применяют болты различного назначения (рис. 10.36).

Рис. 10.36. Классификация болтов

Болты обычные и высокопрочные используют для соединения элементов стальных конструкций друг с другом, а болты анкерные – для присоединения конструкций к фундаменту.

Обычные болты изготавливают грубой (класс точности С), нормальной (класс точности Б) и повышенной (класс точности А) точности.

Болты класса точности А следует применять для соединений, в которых отверстия просверлены на проектный диаметр в собранных элементах или по кондукторам в отдельных элементах и деталях, а также просверлены или продавлены на меньший диаметр в отдельных деталях с последующим сверлением на проектный диаметр.

Для нерасчетных монтажных соединений применяются болты класса точности С, для расчетных – В и А. Болты классов точности В и С в многоболтовых соединениях следует применять для конструкций из стали с пределом текучести 380 МПа. В соединениях, где болты работают преимущественно на растяжение, как правило, применяют болты классов точности В и С или высокопрочные.

Рекомендуемые материалы

Элементы в узле допускается крепить одним болтом.

Диаметры отверстий, в которые вставляются болты, выполняются больше диаметра стержня болта (табл. 10.22).

По прочности болты подразделяются на классы, которые обозначаются двумя цифрами, разделенными точкой (4.6; 5.6; 5.8 и т.п.). Первая цифра, умноженная на 10, обозначает минимальное временное сопротивление материала болта σu в кН/см 2 ; произведение цифр определяет значение предела текучести материала болта σy в кН/см 2 ; вторая цифра, умноженная на 10, обозначает соотношение σy / σu в процентах.

Диаметры отверстий болтов

Класс точности болта

d0 = d + (0,25…0,30)

По механизму передачи внешних усилий различают несколько видов болтовых соединений:

Срезные соединения, в которых внешние усилия воспринимаются вследствие сопротивления болтов срезу и соединяемых элементов смятию. Отличительное свойство срезных соединений – достаточно высокая деформативность. Поэтому основная область их применения – соединения элементов, подвергающихся воздействию статических нагрузок.

Фрикционные или сдвигоустойчивые соединения, в которых внешние усилия воспринимаются вследствие сопротивления сил трения, возникающих по контактным плоскостям соединяемых элементов от сжатия пакета предварительно натянутыми высокопрочными болтами. Эти соединения наиболее трудоемки по сравнению с другими типами болтовых соединений и применяются в конструкциях, воспринимающих различного рода вибрационные, циклические и знакопеременные нагрузки, а также эксплуатируемых в условиях низких температур, где требуется повышенная надежность.

Фрикционно-срезные, в которых внешние усилия воспринимаются в результате совместного сопротивления сил трения, болтов срезу и соединяемых элементов смятию.

Фланцевые соединения, в которых внешние усилия воспринимаются главным образом вследствие преодоления сопротивления сжатию фланцев от предварительно натяжения высокопрочных болтов. Фланцевые соединения, в которых высокая несущая способность высокопрочных болтов используется впрямую и практически полностью, являются одним из эффективных типов болтовых соединений элементов, подверженных растяжению, изгибу или совместному их действию.

Специальные болтовые соединения на самонарезающих болтах, комбинированных заклепках применяются в основном для крепления профилированного настила в покрытиях зданий.

Фундаментные (анкерные) болты с диаметром резьбы 12. 140 мм работают на растяжение, предназначены для крепления строительных конструкций к фундаменту и классифицируются по следующим признакам:

– конструктивному решению (изогнутые, с анкерной плитой, составные съемные);

– способу установки в фундамент (устанавливаемые на готовые фундаменты в колодцы или скважины);

– способу закрепления в бетоне фундамента (закрепляемые непосредственно взаимодействием элементов (шпилек или анкерных плит) болтов с бетоном фундамента, закрепляемые с помощью эпоксидного или силоксанового клея, цементно-песчаных смесей, либо с помощью разжимных цанг);

– условиям эксплуатации (расчетные и конструктивные).

10.2.1. Размещение болтов в соединении

Центры болтовых отверстий должны располагаться по прямым линиям, параллельным действующему усилию, называемыми рисками. Расстояние a между центрами соседних отверстий вдоль риски называется шагом, расстояние с между соседними рисками – дорожкой.

Болты размещаются в рядовом или шахматном порядке (рис. 10.37) согласно требованиям табл. 10.23, при этом в расчетных соединениях (стыках и узлах) устанавливается минимальный шаг болтов amin. Он определяется из

Рис. 10.37. Размещение болтов:

а – рядовое; б – шахматное

условия прочности основного металла. Этим достигается экономия материала накладок, фасонок и других элементов в соединении. Максимальное расстояние между болтами amax назначается в нерасчетных (связующих) соединениях для уменьшения количества болтов. Оно определяется устойчивостью более тонкого наружного элемента tmin при сжатии в промежутках между болтами и плотностью соединения растянутых элементов в целях устранения коррозионной опасности (зависит от диаметра болта d).

Размещение болтов

1. Расстояния между центрами болтов в любом направлении:

б) максимальное в крайних рядах при отсутствии окаймляющих уголков при растяжении и сжатии

в) максимальное в средних рядах, а также в крайних рядах при наличии окаймляющих уголков:

8d или 12t

16d или 24t

12d или 18t

2. Расстояния от центра болта до края элемента:

а) минимальное вдоль усилия

б) минимальное поперек усилия:

при обрезных кромках

при прокатных кромках

г) минимальное для высокопрочных болтов при любой кромке и любом направлении усилия

д) то же максимальное

4d или 8t

* В соединяемых элементах из стали с пределом текучести свыше 380 МПа минимальное расстояние между болтами следует принимать равным 3d.

Обозначения, принятые в таблице:

d – диаметр отверстия для болта;

t – толщина наиболее тонкого наружного элемента

При размещении болтов в шахматном порядке расстояние между их центрами вдоль усилия следует принимать не менее а + 1,5d, где а – расстояние между рядами поперек усилия, d – диаметр отверстия для болта. При таком размещении сечение элемента An определяется с учетом ослабления его отверстиями, расположенными только в одном сечении поперек усилия (не по «зигзагу » ).

Под гайки болтов следует устанавливать шайбы. В болтовом соединении на высокопрочных болтах необходимо устанавливать две шайбы – под головку болта и гайку, так как основное назначение шайб заключается в уменьшении трения по торцевой поверхности головки болта или гайки при закручивании. В соединениях с болтами классов точности А, В и С (за исключением крепления второстепенных конструкций и соединений на высокопрочных болтах) должны быть предусмотрены меры против развинчивания гаек (постановка пружинных шайб или контргаек).

10.2.2. Срезные соединения на болтах нормальной точности

В многоболтовых соединениях при действии продольной силы, проходящей через центр тяжести соединения, распределение этой силы между всеми болтами неравномерно. Однако в пластической стадии за счет текучести материала усилия в болтах выравниваются и расчет каждого болта производится на одинаковое усилие (рис. 10.38, а). Неравномерная работа отдельных болтов нормальной точности учитывается снижением расчетных сопротивлений материала болтов.

Рис. 10.38. Распределение усилий между болтами:

а – продольной силы; б – изгибающего момента

При недостаточной прочности разрушение обычных болтов происходит в результате их среза по плоскости, совпадающей с поверхностью соприкосновения соединяемых элементов.

При недостаточной толщине соединяемых элементов давление, возникающее между болтами и стенками отверстий, приводит к смятию последних. Расчет на смятие носит условный характер и ведется не по цилиндрической поверхности контакта, а в предположении равномерного распределения перпендикулярно поверхности контакта, т.е. по диаметральной плоскости болта.

Если внешняя сила, действующая на соединение, направлена параллельно продольной оси болтов, то они будут работать на растяжение. При статической работе такого соединения качество отверстий и поверхности болта не играют роли и болты нормальной и повышенной точности работают на растяжение одинаково. Прочность соединения будет определяться прочностью материала болтов на растяжение. В соединениях, работающих на растяжение, применяются болты из тех же сталей, что и для соединений, работающих на сдвиг.

Расчетное усилие Nb, которое может быть воспринято одним болтом, в зависимости от вида напряженного состояния определяется по формулам:

Nbs = Rbs γb A ns;

Nbp = Rbp γb dΣ t;

Nbt = Rbt Abn,

где Rbs, Rbp, Rbt – расчетные сопротивления болтовых соединений определяемые по табл. 10.24 и 10.25;

d – наружный диаметр стержня болта (табл. 10.26);

A = πd 2 /4 – расчетная площадь сечения стержня болта;

Abn – площадь сечения болта нетто (табл. 10.26);

Σ t – наименьшая суммарная толщина элементов, сминаемых в одном направлении;

ns – число расчетных срезов одного болта;

γb – коэффициент условий работы болтового соединения при работе на срез и смятие, учитывающий качество обработки поверхности отверстий для болтов и их расположение в соединяемых элементах (см. табл. 10.27).

Количество n болтов в соединении при действии продольной силы N, приложенной в центре тяжести соединения, в предположении работы всех болтов нормальной точности одинаковой определяется по формуле

n = N / (γcNmin),

где γc = коэффициент условий работы;

Nmin – меньшее из значений расчетного усилия для одного болта (из условия среза или смятия).

Расчет самих соединяемых элементов на прочность ведется с учетом ослабления сечения отверстиями по площади нетто An.

Виды болтовых соединений металлических конструкций

Развитие строительной отрасли, как известно, осуществляется стремительными темпами. Постоянно появляются новые материалы, технологии и методы, которые делают жизнь людей более комфортной и удобной.

Возведение многих сооружений осуществляется с использованием металлоконструкций, которые выступают в качестве своеобразного металлического скелета, «обрастающего» сэндвич-панелями, кирпичом и другими отделочными материалами. У подобных конструкций есть ряд бесспорных преимуществ, например, оперативность сборки, высокие эксплуатационные свойства, экономичность и прочие.

Металлоконструкции быстро собираются из-за наличия у них болтовых соединений — методу, который являет собой достойную альтернативу сварке в виде болтов, гаек и шайб.

Основные характеристики

Главной характерной особенностью таких соединений является разъемность, то есть возможность быстрого снятия крепежа. Это удобно, когда:

  • Нужно создать мобильную или динамическую конструкцию, требующую систематического перемещения;
  • Требуется построить разборную конструкцию, которую можно будет при необходимости разбирать и повторно собирать в других местностях;
  • Нужно получить сверхустойчивую металлическую конструкцию, например, перекрытие какого-нибудь высотного объекта или опору;
  • Сварка не позволяет получить требуемый результат.


Разновидности

Болтовые соединения различаются между собой прежде всего способом крепления. По этому параметру их делят на два типа:

  • Со сдвигом между соединяемыми элементами;
  • Без сдвига.

Первый вариант предполагает использование различных по уровню точности болтов, например, грубой или нормальной точности. Способ без сдвига, в свою очередь, основывается на использовании высокопрочных болтов.

Вышеупомянутые виды болтов вместе с подходящими для них шайбами и гайками различаются между собой стандартами качества, способом формирования отверстий и плотностью. Ниже представлено несколько видов болтов, используемых при возведении металлоконструкций:

  • Высокопрочные — зазор отверстия не превышает 2 мм, а отклонение по диаметру не может быть больше 0,52 мм;
  • Повышенной точности — максимально возможный зазор отверстия равен 0,5 мм, а погрешность диаметра не превышает 0,3 мм;
  • Нормальной точности — показатели такие же, как и у высокопрочных болтов;
  • Грубой точности — отверстие имеет зазор не более 3 мм, а максимальное отклонение по диаметру равно 1 мм.

Наибольший спрос наблюдается на болты высокопрочного типа, что объясняется особой простотой такого крепежа. При этом такие изделия обеспечивают металлоконструкциям наивысшую степень устойчивости.

Прочность болтов

Требуемая прочность соединений при использовании высокопрочных болтов достигается трением, которое возникает между поверхностями скрепляемых элементов. Чтобы получить подобный эффект, а также необходимое по силе трение болтам следует обеспечить усиленное натяжение.

Подобную нагрузку неспособны выдерживать обычные болты, поэтому вместо них используют аналогичный высокопрочный крепеж классов 10,9 и 8,8. Изготовляют его обычно из стали марок 40Х и 40ХФА. Могут использоваться также некоторые другие марки, но сопротивление их в любом случае не должно быть меньше 800 МПа.

Степень сжатия болтов

Степень натяжения болтов при сборке металлоконструкций корректируется ключами, оснащенными динамометром (динамометрические ключи). Использование такого специализированного инструмента позволяет получить крепкое и прочное соединение.
Важно периодически проверять корректность работы ключа, так как его работоспособность определяет качество болтовых соединений и всей возводимой конструкции.

Изготовление металлических конструкций с использованием болтовых соединений производится в четком соответствии с действующими нормами и правилами. Качество возводимых конструкций могут гарантировать только сертифицированные компании. Этот важный момент всегда нужно учитывать при выборе подрядчика.

1 Область применения

1.1 Настоящий стандарт распространяется на проектирование и расчет стальных конструкций с монтажными соединениями на болтах, в том числе высокопрочных, предназначенных для несущих и ограждающих конструкций зданий и сооружений различного назначения, воспринимающих постоянные, временные и особые нагрузки в климатических районах с расчетной температурой до -65 °С и сейсмичностью до 9 баллов, эксплуатируемых как в слабоагрессивных, так и в среднеагрессивных и агрессивных средах с применением защитных металлических покрытий.

1.2 В стандарте изложены основные положения по проектированию и расчету соединений на болтах, работающих на срез и растяжение, приведены области рационального применения болтов различных диаметров и классов прочности.

2 Нормативные ссылки

В настоящем стандарте использованы ссылки на следующие нормативные документы:

Федеральный закон «О техническом регулировании» от 27 декабря 2002 г. № 184-ФЗ

СТО-0031-2004 Конструкции стальные строительные. Болтовые соединения. Сортамент и области применения

ГОСТ 7805-70 Болты с шестигранной головкой класса точности А. Конструкция и размеры

ГОСТ 1759.4-87 Болты, винты и шпильки. Механические свойства и методы испытаний

ГОСТ 1759.5-87 Гайки. Механические свойства и методы испытаний

ГОСТ 5915-70 Гайки шестигранные класса точности В. Конструкция и размеры

ГОСТ 5927-70 Гайки шестигранные класса точности А. Конструкция и размеры

ГОСТ 11371-78 Шайбы. Технические условия

ГОСТ 22353-77 Болты высокопрочные класса точности В. Конструкция и размеры

ГОСТ 22354-77 Гайки высокопрочные класса точности В. Конструкция и размеры

ГОСТ 22355-77 Шайбы класса точности С к высокопрочным болтам

ГОСТ 22356-77 Болты и гайки высокопрочные и шайбы. Общие технические требования

ГОСТ 24379.0-80 Болты фундаментные. Общие технические условия

ГОСТ 24379.1-80 Болты фундаментные. Конструкция и размеры

ГОСТ 1759.0-87 Болты, винты, шпильки и гайки. Технические условия

ГОСТ Р 51163-98 Покрытия термодиффузионные цинковые на крепежных и других мелких изделиях. Общие требования и методы контроля

ГОСТ 9.303-84 Покрытия металлические и неметаллические неорганические. Общие требования к выбору

ГОСТ 1759.1-82 Болты, винты, шпильки, гайки и шурупы. Допуски, методы контроля размеров и отклонений формы и расположения поверхностей

СНиП II-23-81* Стальные конструкции. Нормы проектирования. Издание 1991 г.

Пособие по проектированию стальных конструкций, 1991 г. (к СНиП II-23-81*)

СНиП 3.03.01-87 Несущие и ограждающие конструкции

СНиП 2.03.11-85 Защита строительных конструкций от коррозии

СНиП 2.09.03-85 Сооружения промышленных предприятий

3 Материалы

3.1 Стальной прокат для элементов конструкций с соединениями на болтах следует применять в соответствии с требованиями главы СНиП II-23-81* , приложение 1, издание 1991 г.

3.2 Для соединений строительных металлических конструкций следует применять крепеж, удовлетворяющий требованиям СТО-0031-2004 .

4 Расчетные сопротивления соединений

4.1 Расчетные сопротивления одноболтовых соединений срезу R bs и растяжению R bt следует определять по формулам, приведенным в табл. 1 .

Расчетные формулы для болтов классов прочности

Rbun - нормативное сопротивление стали болтов, принимаемое равным временному сопротивлению σb по стандартам на болты.

4.2 Расчетные сопротивления одноболтовых соединений смятию соединяемых элементов Rbp из стали с пределом текучести до 440 МПа следует определять по формулам, приведенным в табл. 2 .

Расчетные формулы одноболтовых соединений по смятию Rbp при расстояниях а вдоль усилия от края элемента до центра ближайшего отверстия

Run - временное сопротивление стали соединяемых элементов разрыву;

d0 - номинальный диаметр отверстия.

4.3 Болты в соединениях следует размещать в соответствии с табл. 3 .

1 Расстояние между центрами отверстий в любом направлении для всех видов соединений:

8do или 12t

16do или 24t

12do или 18t

2 Расстояние от центра отверстия до края элемента:

б) то же, поперек усилия:

- при обрезных кромках

- при прокатных кромках

4do или 8t

г) минимальное для фрикционных соединений при любой кромке и любом направлении усилия

В соединяемых элементах из стали с пределом текучести свыше 380 МПа минимальные расстояния следует принимать:

* - между центрами отверстий 3do;

** - от центра отверстия до края элемента вдоль усилия 2,5do.

4.4 Номинальные диаметры отверстий для болтов различных диаметров приведены в таблице 4 .

Номинальные диаметры отверстий, мм при диаметре стержня болта, мм

Срезные и фрикционно-срезные

4.5 В срезных и фрикционно-срезных соединениях резьба болта должна находиться вне отверстия или в отверстии на глубине не более половины толщины прилегающего к гайке элемента.

5 Срезные соединения

5.1 При действии продольной силы, проходящей через центр тяжести соединения, распределение этой силы между болтами следует принимать равномерным. При действии на соединение изгибающего момента распределение усилий между болтами следует принимать пропорционально расстояниям от центра тяжести соединения до оси рассматриваемого болта (при треугольных эпюрах распределения усилий между болтами).

5.2 Болты, работающие на срез от одновременного действия продольной силы и изгибающего момента, необходимо проверять на равнодействующее усилие.

5.3 Расчетное усилие, которое может быть воспринято одним болтом, следует определять по формулам:

Rbs - принимается по табл. 1;

Rbp - принимается по табл. 2;

γbs, γ 1 - коэффициенты условий работы соединения, зависящие от разности номинальных диаметров отверстий и болтов δ и принимаемые равными:

γ bs - 0,9 - при δ = 1,0 - 3,0 мм,

1 ,0 - при δ ≤ 0,3 мм;

γ 1 - 0,90 - при δ = 3,0 мм,

0 ,95 - при δ = 2,0 мм,

1 ,00 - пр и δ = 1,0 мм,

1 ,05 - при δ ≤ 0,3 мм;

γ 2 - коэффициент условий работы соединения, зависящий от расстояний между центрами отверстий и от края элемента до центра ближайшего отверстия и принимаемый по табл. 5;

A b - площадь сечения болта;

n s - число расчетных срезов одного болта;

Σt - наименьшая суммарная толщина элементов, сминаемых в одном направлении;

db - номинальный диаметр болта.

Расстояние b между центрами отверстий

Расстояние а от края элемента до центра ближайшего отверстия

Коэффициент условий работы соединения γ2

do - номинальный диаметр отверстия

В многорядных (вдоль усилия) соединениях при значениях расстояний b , промежуточных между указанными в табл. 5, коэффициент γ 2 следует определять линейной интерполяцией.

5.4 Количество n болтов в соединении при действии продольной силы N следует определять по формуле

N min - меньшее из значений расчетных усилий Nbs и N bp для одного болта, вычисленных по формулам (1) и (2).

5.5 В креплениях одного элемента к другому через прокладки, а также в креплениях с односторонней накладкой количество болтов должно быть увеличено против расчета на 10 %.

5.6 Расчет на прочность соединяемых элементов, ослабленных отверстиями под болты, следует выполнять с учетом полного ослабления сечений отверстиями.

6 Фрикционные соединения

6.1 Фрикционные соединения следует рассчитывать в предположении передачи действующих в стыках и прикреплениях усилий через трение, возникающее по соприкасающимся плоскостям соединяемых элементов от натяжения болтов на расчетное усилие.

6.2 При действии продольной силы, проходящей через центр тяжести соединения, распределение этой силы между болтами следует принимать равномерным. При действии на соединение изгибающего момента, распределение усилий между болтами следует принимать равномерным (при прямоугольных эпюрах распределения усилий между болтами).

6.3 Расчетное усилие Q bh , которое может быть воспринято каждой поверхностью трения соединяемых элементов, стянутых одним болтом, следует определять по формуле

μ - коэффициент трения, принимаемый по табл. 6;

γh - коэффициент надежности, принимаемый по табл. 6,

γb - коэффициент условий работы соединения, зависящий от количества болтов n , необходимых для восприятия расчетного усилия, принимаемый равным:

0 ,9 при 5 ≤ n < 10,

1 ,0 при n ≥ 10;

p - усилие предварительного натяжения болтов, определяемое по формуле

Rbh - расчетное сопротивление растяжению высокопрочных болтов при их предварительном натяжении;

A bn - площадь сечения болта нетто

Таблица 6

Коэффициент трения, μ

Коэффициенты γh при нагрузке и при разности номинальных диаметров отверстий и болтов δ, мм

динамической и при δ = 3 ÷ 6; статической и при δ = 5 ÷ 6

динамической и при δ = 1; статической и при δ = 1 ÷ 4

1 Дробеметный, дробеструйный или пескоструйный двух поверхностей без консервации

2 То же, с консервацией (металлизацией распылением цинка или алюминия)

3 Газопламенный двух поверхностей без консервации

4 Дробеметный, дробеструйный или пескоструйный одной поверхности, стальными щетками - другой поверхности

5 Стальными щетками двух поверхностей без консервации

6 Без обработки или с консервацией грунтом

7 Окрашенные поверхности

После дробеметной, дробеструйной или пескоструйной обработки контактных поверхностей на заводе-изготовителе металлоконструкций, повторную обработку на монтаже допускается производить стальными щетками по истечении не более 12 месяцев. При этом расчетное значение коэффициента трения принимается равным μ = 0,42, γ h - как для газопламенного способа очистки.

Для конструкций с цинковым покрытием из расплава, с последующей очисткой на монтаже стальными щетками, расчетное значение коэффициента трения принимается равным μ = 0,35, γh - как для способа очистки стальными щетками.

6.4 Количество n болтов в соединении при действии продольной силы N следует определять по формуле

nf - количество поверхностей трения соединяемых элементов.

6.5 Расчет на прочность соединяемых элементов, ослабленных отверстиями под болты, следует выполнять с учетом того, что половина усилия, приходящегося на каждый болт в рассматриваемом сечении, уже передана силами трения. При этом проверку ослабленных сечений следует производить: при динамических нагрузках - по площади сечения нетто A n , при статических нагрузках - по площади сечения брутто A при An ≥ 0,85А либо по условной площади А с = 1,18Ап при А n < 0,85А.

6.6 Расчет на выносливость фрикционных соединений следует выполнять в соответствии с требованиями п. 9.2 СНиП II-23-81* , относя эти элементы к I-й группе конструкций (табл. 2 ).

6.7 В двухсрезных фрикционных соединениях, воспринимающих статические нагрузки, допускается применение в средних элементах увеличенных до d он < d ос ≤ 1,3 d он или овальных отверстий с большой осью овала до 2,5 d он , при этом расчетное усилие Qbh следует определять по формуле

γF - коэффициент, зависящий от формы и размеров отверстий, принимаемый равным:

0 ,87 - при doc ≤ 1,3 d он или овальных отверстий с большой осью овала до 1,45 d он ;

0 ,70 - при овальных отверстиях с большой осью овала до 2,5 d он ;

γδ - коэффициент, зависящий от толщины накладок в двухсрезных соединениях, принимаемый равным:

1 ,0 - при толщине накладок t ≥ 0,7 d он ,

0 ,95 - пр и 0,6 d он ≤ t < 0,7 d он ,

0 ,84 - при 0,4 d он ≤ t < 0,6 d он ;

d он - номинальный диаметр отверстий в накладках;

d oc - номинальный диаметр отверстий в средних элементах.

7 Фрикционно-срезные соединения

7.1 Фрикционно-срезные соединения применяются в конструкциях, в которых перемещения сдвига в соединениях регламентированы разностью номинальных диаметров отверстий и болтов δ ≤ 2 мм в случае воздействия усилий одного знака с коэффициентом асимметрии напряжений ρ > 0, а также при воздействии знакопеременных усилий, когда меньшее из них может быть передано только силами трения. В конструкциях, в которых перемещения сдвига не ограничены, допускается принимать δ = 3 мм.

7.2 Расчет фрикционно-срезных соединений предусмотрен с учетом критерия деформативности, исходя из условия ограничения жесткости соединений величиной пластических деформаций соединяемых элементов, не превышающих 1,0 мм при воздействии динамических и 3,5 мм - статических нагрузок.

7.3 Распределение усилий между болтами аналогично распределению усилий в срезных соединениях.

7.4 Расчетное усилие, которое может быть воспринято одним болтом, следует определять по формулам:

на срез - по формуле (1);

на смятие с учетом трения

N bp - расчетное усилие на смятие, определяемое по формуле (2);

Q bh - расчетное усилие, воспринимаемое силами трения, определяемое по формуле (4);

K u - коэффициент, учитывающий снижение предварительного натяжения болтов после общего сдвига в соединении, принимаемый равным:

0 ,9 - при разности номинальных диаметров отверстий и болтов δ ≤ 0,3 мм;

0 ,85 - при δ = 1,0 мм;

0 ,80 - при δ = 2,0 мм;

0 ,75 - при δ = 3,0 мм;

7.5 Количество и болтов в соединении при действии продольной силы N следует определять по формуле

N min - меньшее из значений расчетных усилий Nbs и Nbh для одного болта, вычисленных по формулам (1) и (9).

7.6 Прочность элементов, ослабленных под болты, следует проверять с учетом полного ослабления сечений отверстиями под болты.

7.7 В односрезных соединениях количество болтов должно быть увеличено против расчета на 10 %.

7.8 Расчет на выносливость фрикционно-срезных соединений следует выполнять в соответствии с требованиями п. 9.2 СНиП II-23-81* , относя соединения с элементами из стали с временным сопротивлением разрыву более 420 МПа ко 2-й группе конструкций, менее 420 МПа - к 3-й группе (табл. 2 ).

8 Фланцевые соединения

8.1 Рекомендации настоящего раздела следует соблюдать при проектировании, изготовлении и монтажной сборке фланцевых соединений элементов открытого профиля (двутавров, тавров, швеллеров и т.п.) стальных конструкций производственных зданий, подверженных растяжению, растяжению с изгибом при однозначной эпюре растягивающих напряжений (σmin/ σmax ≥ 0,5), а также действию местных поперечных усилий.

Рекомендации не распространяются на фланцевые соединения:

воспринимающие знакопеременные нагрузки, а также многократно действующие подвижные, вибрационные или другого вида нагрузки с числом циклов свыше 10 5 при коэффициенте асимметрии напряжений в соединяемых элементах ρ = σmin/ σmax ≤ 0,8;

эксплуатируемые в сильноагрессивной среде.

8.2 Фланцевые соединения следует выполнять только с предварительно напряженными высокопрочными болтами. Величину предварительного натяжения болтов В o для расчетов следует принимать равной

где B p - расчетное усилие растяжения болта;

Rbh = 0,7 Rbun - расчетное сопротивление растяжения болтов;

Rbun - нормативное сопротивление стали болтов;

Abn - площадь сечения болта нетто.

8.3 Для фланцевых соединений следует применять высокопрочные болты М20, М24 и М27 из стали 40Х «селект» исполнения ХЛ с нормативным временным сопротивлением R bun не более 1080 МПа (110 кгс/мм 2 ), а также гайки высокопрочные и шайбы к ним по ГОСТ 22353 - ГОСТ 22356 .

8.4 Для фланцев следует применять листовую сталь по ГОСТ 19903-74* марки 09Г2С-15 по ГОСТ 19281-89 и 14Г2АФ-15 по ТУ 14-105-465-82 с гарантированными механическими свойствами в направлении толщины проката.

8.5 Фланцы могут быть выполнены из других марок низколегированных сталей по ГОСТ 19281-89 , предназначенных для строительных стальных конструкций, при этом:

сталь должна быть не ниже 12-й категории;

временное сопротивление и относительное сужение стали в направлении толщины проката должны быть σ bz ≥ 0,8σ b , ψ z ≥ 20 % (где σ b - нормативное значение временного сопротивления для основного металла, принимаемое по стандартам или техническим условиям).

8.6 При конструировании фланцевых соединений болты следует располагать безмоментно относительно центра тяжести соединяемого элемента с учетом неравномерности распределения внешних усилий между болтами наружной и внутренней зон (рис. 1 ) в соответствии с табл. 7 . Предельное усилие на один болт внутренней зоны следует принимать N i = 0,9 B p .

Толщина фланца, мм

Отношение внешнего усилия на один болт внутренней зоны

к внешнему усилию на один болт наружной зоны k = Ni/Ne

Болты и болтовые соединения металлоконструкций

Болтовые соединения как способ сборки крупногабаритных металлоконструкций использовались гораздо раньше изобретения сварки. Простота монтажа и высокая надежность в работе способствовали широкому распространению этого способа соединения в строительстве с использованием крупногабаритных металлоконструкций.

Болтом называют соединительный элемент, имеющий головку, стержень, часть которого гладкая, а другая имеет резьбу для навинчивания гайки. Гладкая часть «правильного» болта должна иметь длину на 2-3 мм короче толщины соединяемых металлоконструкций. Также в соединениях применяются шайбы, обеспечивающие лучшую фиксацию гайки.

Для соединения строительных металлоконструкций применяют болты грубой, нормальной и повышенной точности, а также высокопрочные, самонарезающие и фундаментные или анкерные болты.

Точность болтовых соединений.

Болты грубой (класс C) и нормальной (класс B) точности отличаются допусками на отклонение диаметра от номинала. Для болтов грубой точности это 1 мм, а нормальной – 0,52 мм при диаметре до 30 мм.

Болты грубой и нормальной точности применяются в условиях монтажа. Болты этих классов точности ставят в отверстия, образованные продавливанием или сверлением в отдельных элементах и диаметр этих отверстий должен быть на 2-3 мм больше диаметра болта.

Разница диаметров болта и отверстия облегчает посадку болта и упрощает создание соединения и это большое преимущество использования таких болтов. Однако, неполное совпадение осей отверстий в отдельных элементах металлоконструкций и болтов не позволяет добиться плотной посадки болта в отверстии.

Неплотность посадки болта в отверстии повышает вероятность деформирования такого болтового соединения на сдвиг и увеличивает неравномерность работы отдельных болтов в соединении. Поэтому болты грубой и нормальной точности не могут быть использованы в ответственных соединениях, работающих на сдвиг, а только лишь как крепежные элементы конструкций или в случаях, когда основная нагрузка происходит от растяжения.

Болтами повышенной (класс A) точности соединяют элементы металлоконструкций, отверстия в которых просверлены на проектный диаметр в собранном виде или продавлены по кондукторам в отдельных элементах или деталях, или просверлены на меньший диаметр с последующей рассверловкой до проектного диаметра в собранных элементах.

Диаметры таких отверстий не должны отличаться от диаметра болта более чем на 0,3 мм. Плюсовой допуск для диаметра болта и минусовой для отверстия не разрешается. Гладкая часть болта без резьбы обтачивается до строго цилиндрической формы.

Высокопрочные болты.

Обычные болты изготавливаются из углеродистой стали горячей или холодной высадкой и, при необходимости, подвергаются термообработке. Высокопрочные болты изготавливают из легированной стали и также могут быть термообработаны.

Высокопрочные болты изготавливают нормальной точности, их ставят в отверстия, превышающие диаметр самого болта. При этом гайки таких болтов затягивают тарировочным ключом, позволяющим создавать заданную силу натяжения и контролировать её.

Большая допустимая сила натяжения высокопрочного болта позволяет плотно стягивать соединяемые элементы металлоконструкций, обеспечивая монолитность соединения. При действии на такое соединение сдвигающих сил между соединяемыми элементами возникают силы трения, препятствующие сдвигу этих элементов относительно друг друга.

Таким образом, высокопрочный болт, работая на осевое растяжение, обеспечивает передачу сил сдвига трением между соединяемыми элементами, именно поэтому подобное соединение часто называют фрикционными. Для увеличения сил трения поверхности соединяемых элементов должны быть тщательно очищены от грязи, жировых отложений, ржавчины и окалины. Как минимум это делается металлическими щетками, но в идеале пескоструйными или дробеструйным аппаратом.

Особенность соединений высокопрочными болтами при фрикционном соединении – необходимость одинаковой толщины соединяемых элементов металлоконструкций. Это обусловлено тем, что даже небольшая разница толщины соединяемых элементов не позволит добиться плотного прилегания и равномерности силы трения, и несущая способность болта резко уменьшается.

Компромиссным решением может быть размещение тонких стальных пластинок, покрытых с двух сторон полимерным клеем с корундовым порошком. Это позволяет выровнять перепад плоскостей стыкуемых деталей и обеспечивает высокий коэффициент трения.

Помимо сдвигоустойчивых фрикционных соединений высокопрочные болты позволяют создать соединения с «несущими» болтами. Такие соединения отличаются передачей сдвигающих усилий и совместной работой сил трения, смятия и среза болта.

Другие особенности болтовых соединений.

Самонарезающие болты отличаются от обычных наличием резьбы полного специального профиля на всей длине стержня. Такие болты могут быть завинчены в ранее образованные отверстия соединяемых деталей. Материалом для изготовления самонарезающих болтов служит термоупрочненная сталь. Плюс таких болтов – отсутствие гаек и доступ к конструкции только с одной стороны.

Фундаментные или анкерные болты служат для передачи растягивающих усилий от колонн на их фундаменты.

Принято классифицировать болтовые соединения по числу поставленных болтов – одноболтовые и многоболтовые. По характеру передачи усилия в соединении элементов металлоконструкции различают сдвигоустойчивые и несдвигоустойчивые болтовые соединения.

В несдвигоустойчивых соединениях нет необходимости контролировать силу затяжки гайки, так как в таких конструкциях между элементами не передается усилие через трение их поверхностей. В таких соединениях могут использоваться болты различных классов прочности, в том числе и высокопрочные, а в расчетах учитываются сопротивление растяжению, смятию и срезу, без учета сил трения.

При проектировании сдвигоустойчивых соединений дополнительно обязательно учитывается величина сдвигающей силы, передаваемой трением между соединяемыми элементами металлоконструкций.

Болтовые соединения на высокопрочных болтах с контролируемым натяжением могут быть как фрикционными, так и фрикционно-срезными, когда часть усилия передается через трение поверхностей соединяемых болтами элементов металлоконструкций, а часть через смятие. Последний вид болтового соединения по результатам исследований наиболее экономичен, но и наиболее трудоемок в расчетах и при монтаже.

У болтовых соединений металлоконструкций есть и недостатки, главный из которых – более высокая общая металлоемкость изделия. Кроме того, необходимость в отверстиях для болтов ослабляет сечение соединяемых элементов. Тем не менее болтовые соединения, впрочем, как и заклепочные, по-прежнему в ходу.

Механический крепеж в строительных конструкциях

Соединения в конструкциях служат для передачи усилий от одного элемента к другому. Например, в несущих стальных конструкциях применяются сварные, болтовые и заклепочные соединения. В ранние периоды применения стальных конструкций в строительстве основными крепежными изделиями были заклепки. Давно было известно, что заклепки, которые устанавливали горячими, обычно создавали на соединение сжимающие осевые усилия. Однако, это осевое усилие нельзя было контролировать и его величина могла значительно меняться от заклепки к заклепке. Поэтому это осевое усилие нельзя было оценивать и регламентировать при проектировании.

В 1930-е годы впервые было предложено применять в несущих стальных конструкциях вместо заклепок высокопрочные стальные болты. Было установлено, что такие болты можно затягивать достаточно сильно, чтобы предотвратить проскальзывание в конструкционных соединениях — то, что обеспечивали «горячие» стальные заклепки. В 1970-е годы применение предварительно нагруженных высокопрочных болтов в стальных соединениях без проскальзывания вместо заклепок стало широко применяться во всем мире [1].

В алюминиевых конструкциях при проектировании соединений приходится принимать во внимание ограниченную прочность и пластичность конструкционных алюминиевых сплавов. Для болтовых соединений с участием сил трения на передачу усилий через соединение могут негативно влиять релаксационные процессы, которые происходят в алюминии. К тому же, в алюминиевых конструкциях обычно применяются болты из нержавеющих сталей, а не высокопрочные болты из углеродистых и легированных сталей, чтобы избежать риска коррозии [2].

Соединения тонкостенных конструкций — стальных и алюминиевых — имеют свои особенности по сравнению с толстостенными [3].

2. Болтовые соединения в стальных несущих конструкциях

Соединения в конструкциях служат для передачи усилий от одного элемента к другому. Например, в стальных конструкциях в соединениях могут применяться сварные, болтовые и заклепочные соединения, однако чаще всего применяются именно болтовые соединения. Главными преимуществами болтовых соединений являются:

простота и легкости выполнения соединения;

удобство применения в условиях строительства;

возможность производить подгонку и выравнивание элементов конструкции.

Оценить эффективность болтового соединения довольно сложно. Распределение напряжений в соединении и усилия в болте зависят как от жесткости самого болта, так и жесткости смежных стальных элементов. Поэтому считается, что для болтового соединения точного теоретического анализа выполнить невозможно. Проектирование болтовых соединений является полуэмпирическим, а именно, основано на положительном практическом опыте, но всегда с подтвержденой статистической оценкой результатов испытаний [2].

2.1. Основные характеристики болтов

Классы прочности болтов, которые применяются в стальных соединениях строительных конструкций, показаны в таблице 1. Все эти болты обычно применяются в соединениях, которые подвержены статическим усилиям и моментам. В соединениях, которые подвержены усталостным нагружениям, для обеспечения необходимого фрикционного сцепления, применяются высокопрочные болты классов прочности 8.8 и 10.9.

Таблица 1 — Прочностные свойства строительных болтов

Самым слабым сечением любого болта является его резьбовая часть. Прочность болта обычно вычисляется с применением понятия так называемой «площади растягивающих напряжений» (tensile stress area), которую также называют «площадь сопротивления» (resistant area). Эта площадь определяется по диаметру dres, который является средним от минимального диаметра резьбы по ее дну dn и максимального диаметра по гребню dm, как показано на рисунке 1.

Размеры любого болта задаются его номинальным диаметром, длиной под головкой и длиной резьбы.

Рисунок 1 — Поперечное сечение болта и площадь растягивающих напряжений

2.2. Три основных типа болтовых соединений

Предельная прочность болтовых соединений оценивается на основании принятия определенных упрощений по перераспределению в них внутренних усилий. Поэтому считается, что при передаче нагрузки через соединение болт может вести себя как:

1) Болт воспринимает всю нагрузку на себя. Это означает, что движение соединяемых пластин ограничено главным образом стержнем болта;

2) Соединение с фрикционным сцеплением, которое обеспечивается силой трения, которая создалась осевым натяжением высокопрочных болтов. Это натяжение возникает при затяжке болтов и составляет не менее 70% от предела текучести материала болта.

3) Болты под растягивающей нагрузкой.

Рисунок 2 — Компоненты усилий в различных типах соединений:

1) соединение, в котором болт воспринимает всю нагрузку,

2) соединение с заданной затяжкой высокопрочных болтов,

3) осевое растягивающее нагружение.

2.3. Соединение с нагрузкой на болт

Болт, который нагружается в основном статическими нагрузками, должен просто затягиваться гаечным ключом (spanner-tight). Затяжка такого болта достигается обычным человеком с применением обычного гаечного ключа. Такая затяжка является достаточной для получения небольшого усилия трения между соединенными частями и достаточной для передачи малой нагрузки без проскальзывания в соединении. При увеличении нагрузки на соединение, это трение преодолевается и происходит необратимое проскальзывание, которое происходит из-за наличия зазора между болтом и пластиной. Если нагрузку и далее увеличивать, то сначала будет упругое смещение, пока не начнется пластическое деформирование или по стержню болта, или по пластине. Кроме того, пластическая деформация может начаться одновременно и в болте, и в пластине.

2.4. Соединения с сопротивлением проскальзыванию

В случае повторяющихся нагрузок высокопрочные болты в соединении должны затягиваться не менее чем на 70 % своей прочности при растяжении. Когда применяют этот метод соединения, нагрузка передается через соединение в основном за счет трения между скрепленными частями, а не за счет сдвига болтов. Прочность таких соединений зависит от коэффициента трения между смежными поверхностями и усилием прижатия, которое обеспечивают высокопрочные болты. Если при затяжке высокопрочного болта класса прочности 8.8 происходит проскальзывание головки болта или шайбы, то под проскальзывающий элемент (болт или гайку) подкладывают одну высокопрочную шайбу. В аналогичном случае для болта класса прочности 10.9 высокопрочные шайбы подкладывают и под головку болта, и под шайбу.

Растягивающее усилие натяжения в высокопрочном болте при его установке контролируют одним из следующих методов:

1) Метод контроля крутящего момента. Применяется специальный прибор.
2) Метод «поворота гайки». Поворот гайки на некоторый угол после достижения обычной затяжки вручную. Зависит от толщины пакета соединения и шайб.
3) Метод индикации натяжения, например, специальной шайбой.
4) Комбинация методов 1) и 2).

3. Крепеж в несущих алюминиевых конструкциях

3.1. Типы соединений в алюминиевых конструкциях

В несущих алюминиевых конструкциях наиболее часто применяются такие механические крепежные изделия как болты, алюминиевые или стальные. В некоторых случаях могут применяться сплошные заклепки, однако в настоящее время они считаются устаревшими и неэкономичными. Вместе с тем, в тонкостенных конструкциях, стальных и алюминиевых, широко применяют специальные заклепки различных конструкций, например, так называемые вытяжные заклепки (см. раздел 4).

По сравнению со сварными соединениями механический крепеж имеет то преимущество, что при его применении для алюминиевых конструкций не происходит никакой потери прочности из-за нагрева. Более того, механический крепеж легко применятся непосредственно на строительной площадке, а сварка — это заводская операция. Поэтому для несущих алюминиевых конструкций болтовые соединения являются основными.

Европейские правила выполнения соединений в несущих алюминиевых конструкциях изложены в Еврокоде 9 (Eurocode 9: Design of aluminium structures — Part 1-1: General structural rules).

3.2. Алюминиевые болты

Алюминиевые болты имеют одно преимущество по сравнению со стальными болтами. Они не меняют степень затяжки болтового соединения при изменениях температуры из-за температурного расширения, как это может быть со стальными болтами. Материал алюминиевых болтов должен соответствовать материалу соединяемых компонентов.

Следующие важные моменты надо иметь в виду при работе с алюминиевыми болтами на алюминиевых конструкциях:

Чрезмерно высокое давление на поверхность алюминия при затяжке болтового соединения можно избежать путем установки под головку и гайку шайб из алюминиевого сплава повышенной прочности.

Когда болты ослабевают и снова затягиваются, то резьба в алюминиевом компоненте или самом алюминиевом болте быстро изнашивается. В таких случаях рекомендуется применять вставки, как это показано на рисунке 3.

В соединениях, которые подвергаются воздействию влаги, болты должны быть загерметизированы.

Рисунок 3 — Резьбовые вставки для тонкостенных соединений

3.3. Стальные болты в алюминиевых конструкциях

Стальные болты в алюминиевых конструкциях, которые подвержены воздействию наружных климатических условий и других коррозионных сред должны быть защищены от коррозии. Например, стальные болты могут иметь цинковое покрытие, электролитическое или горячего окунания. Однако, любое цинковое покрытие имеет весьма короткий срок службы. Поэтому становится все более обычным применять в алюминиевых конструкциях болты из нержавеющих сталей. Чтобы избежать чрезмерного поверхностного давления стальные болты обычно устанавливают со стальными же шайбами, как под головкой болта, так и под шайбой.

3.4. Алюминиевые сплошные заклепки

Когда в несущих алюминиевых конструкциях применяют сплошные алюминиевые заклепки (рисунок 4), то их устанавливают в холодном состоянии. В отличие от сплошных заклепок горячей установки, сплошные заклепки холодной установки не сокращаются в размерах и поэтому не прижимают соединяемые листы или профили друг к другу. Это означает, что заклепки холодной установки нагружаются в соединении точно также как и болты без контролируемого натяжения (см. раздел 2).

Рисунок 4 — Формы головок сплошных заклепок:

а — стандартная, б — потайная, в — круглая, г — плоская

4. Механический крепеж для тонкостенных конструкций

4.1. Особенности тонкостенных соединений

Для тонкостенных конструкций разработаны специальные виды механического крепежа. По сравнению с толстостенными соединениями (для стали — толщиной более 3 мм) поведение соединений в тонкостенных элементах характеризуется низкой плоскостной жесткостью.

Для тонкостенных конструкций применяют специальные механические крепежные изделия, такие как винты, самонарезающие и самосверлящие и «слепые» (вытяжные) заклепки. Самонарезающие винты применяют в основном для креплений типа «тонкое к тонкому» и «тонкое к толстому».

4.2. Самонарезающие и самосверлящие винты

Резьбонакатывающие или резьбонарезающие винты устанавливают в заранее просверленное или пробитое отверстие, а также в специальные пазы алюминиевых прессованных профилей. Эти винты бывают также вдобавок еще и самосверлящими, когда имеют на своем конце сверло или специальное острие (рисунок 5).

Рисунок 5 — Самонарезающие и самосверлящие винты

4.3. Слепые (вытяжные) заклепки

Когда компоненты нужно соединить друг с другом, а доступ к задней стороне соединения отсутствует, то часто выходом из положения является применение так называемых «слепых» заклепок. В отечественной технической практике чаще всего применяют один из видов «слепых» заклепок, который назвали вытяжными заклепками. Для установки этих заклепок применяют соответствующий инструмент — «заклепочник», который вытягивает на себя сердечник заклепки, который своей утолщенной головкой формирует заднюю часть заклепки.

В процессе установки заклепки заклепочник сначала с усилием прижимают соединяемые части друг к другу, а потом формирует заднюю головку заклепки. При дальнейшем увеличении нагрузки хвост сердечника отрывается по заданной специальным надрезом точке. Обычно головка сердечника остается внутри тела заклепки и обеспечивает ему определенную герметизацию (рисунок 6).

Рисунок 6 — Процесс установки вытяжной заклепки

Слепые заклепки, которые подходят для алюминиевых конструкций изготавливают из аустенитной нержавеющей стали или алюминиево-магниевых сплавов. Обычно тело заклепки и сердечник изготавливают из различных алюминиевых сплавов, так как они должны выполнять различные функции. Тело заклепки должно быть достаточно мягким, чтобы сформировать головку, тогда как сердечник должен быть достаточно прочным, чтобы иметь возможность пластически деформировать тело заклепки.

Сдвиговое напряжение слепой заклепки зависит от свойств материала в плоскости сдвига. Рассчитать это напряжение не представляется возможным. Дело в том, что прочностные свойства материала тела заклепки и сердечника, а также их размеры после пластического деформирования при установке отличаются от свойств материала в состоянии поставки. Поэтому, чаще всего прочность заклепок определяют экспериментально для каждого отдельного проектного решения.

4.4. Обжимные болты

Примером обжимного болта может служить крепежное изделие под маркой Hackbolt (рисунок 7). Этот болт похож на слепую заклепку, однако он заводится с задней стороны соединения, а сама операция установки происходит с рабочей стороны.

Особое преимущество этого метода заключается в том, что в отличие от тела «слепой» заклепки тело самого болта не деформируется. Эти болты изготавливают из стали или из алюминия (AlMg5, 5056A). Это соединение может выдерживать высокие сдвиговые и растягивающие напряжения. Болт имеет гладкий цилиндрический стержень, чтобы лучше сопротивляться сдвиговым напряжениям.

Рисунок 7 — Обжимной болт марки Hackbolt

5. Материалы крепежных изделий

Для изготовления крепежных изделий применяют материалы, которые обладают достаточными упругими свойствами, чтобы иметь способность удлиняться (растягиваться) под нагрузкой и затем возвращаться к своей первоначальной форме после снятия нагрузки.

Основными материалами для изготовления крепежных изделий являются различные виды сталей:

низкоуглеродистые стали («мягкие» стали);

нержавеющие (коррозионностойкие) стали.

5.1. Болты и винты с низкой и средней прочностью

Изготавливаются из низкоуглеродистых сталей.

Повышение прочности за счет:

— наклепа при холодной штамповке.

5.2. Высокопрочные болты

Изготавливаются из среднеуглеродистых сталей. Конечная прочность достигается за счет:

наклепа при холодной штамповке;

5.3. Крепежные изделия из нержавеющих сталей

Аустенитные нержавеющие стали получают различные уровни прочности за счет:

холодной пластической обработки.

Мартенситные нержавеющие стали получают различные уровни прочности за счет:

холодной пластической обработки и

5.4. Самонарезающие/самосверлящие винты

Изготавливаются из среднеуглеродистых сталей. Получают прочностные свойства за счет:

холодной пластической обработки;

6. Классы прочности крепежных изделий

6.1. Классы прочности болтов из углеродистых и легированных сталей:

4.6, 4.8, 5.6, 5.8, 6.8, 8.8, 10.9, 12.9

Класс прочности зависит от марки стали и способа изготовления болтов и обозначен двумя числами. Первое число, умноженное на 100, означает величину минимального временного сопротивления в МПа, второе — умноженное на 10, — отношение предела текучести к временному сопротивлению в процентах.

Рисунок 8 — Маркировка класса прочности болтов

6.2. Классы прочности гаек из углеродистых и легированных сталей:

4, 5, 6, 8, 10, 12

Здесь число, умноженное на 100, указывает на минимальное временное сопротивление разрыву в МПа.

Рисунок 9 — Маркировка класса прочности гаек

6.3. Болты и гайки из аустенитных нержавеющих сталей:

Болты и гайки из аустенитных нержавеющих сталей имеют одинаковые классы прочности:

50, 70, 80

Число, умноженное на 10, указывает на минимальное временное сопротивление разрыву в МПа.

Рисунок 10 — Маркировка болтов из аустенитных нержавеющих сталей

6.4. Классы твердости шайб:

100 HV, 140 HV, 200 HV, 300 HV

6.5. Сравнение классов прочности болтов из углеродистых и нержавеющих сталей

Рисунок 11 — Место классов прочности нержавеющих сталей среди классов прочности углеродистых сталей [3]

6.6. Сочетание классов прочности болтов и гаек

7. Заключение

Выше представлен краткий обзор по применению крепежных изделий в современных строительных конструкциях. Многие важные аспекты и нюансы опущены для достижения краткости изложения. Они требуют отдельного рассмотрения.

Источники:

2. Geoffrey L. Kulak, John W. Fisher, John H. A. Struik — Guide to Design Criteria for Bolted and Riveted Joints, Second Edition, 2001.

4. Shigley’s Mechanical Engineering Design, Eighth Edition, 2006

5. ALUMINUM STRUCTURES — A Guide to Their Specifications and Design, Second Edition / J. Randolph Kissell, Robert L. Ferry, 2002

ООО «Алюком»
г. Москва, ул. Нагатинская, д. 16, стр. 9, офис 2-5

Москва, Рязанский проспект, д.8А, стр.17 (цех 17, территория завода ВНИИ МетМаш).
Заезд грузового через КПП ул.Стахановская д.20.

Читайте также: