Конструирование болтовых и заклепочных соединений

При конструировании соединения следует стремиться к наилучшей передаче усилия с одного элемента на другой кратчайшим путем при одновременном обеспечении удобства выполнения соединения.

В стыках и узлах прикрепленной (для экономии материала накладок) расстояние между болтами и заклепками должно быть минимальным.

В слабо работающих – связующих, конструктивных соединениях расстояние должно быть максимальным, чтобы уменьшить количество болтов и заклепок. Болты и заклепки располагают в соединении по прямым линиям – рискам, параллельным действующему усилию.

а) – рядовое размещение отверстий

б) – шахматное размещение отверстий

Расстояние между смежными рисками называется дорожкой, а расстояние между двумя смежными по риске болтами или заклепками – шагом.

Расстояние между центрами болтов и заклепок приведено в справочной и нормативной литературе. Минимальное расстояние определяют условиями прочности основного материала. Максимальное расстояние определяют устойчивостью сжатых частей элементов в промежутках между болтами и заклепками или условием плотности соединения растянутых элементов во избежания попадания в щели влаги и пыли, способствующих коррозии элемента. При конструировании болтовых и заклепочных соединений следует стремиться к симметричной передачи усилий в соединение.

При применении односторонних накладок или соединений в нахлестку силовой поток в соединениях перестает быть симметричным, искривляется и в соединении возникает дополнительный момент, поэтому расчетное число заклепок в таких соединениях следует увеличить на 10%.

Также ухудшается работа соединения, если усилие, с одного элемента на другой передается не непосредственно, а через прокладки или дополнительные коротыши. В этом случае общее количество заклепок на коротышах увеличивают на 50% по сравнению с расчетом.

Если конструкция подвержена воздействию подвижных или вибрационных нагрузок, то в ее болтовых соединениях предусматривают меры против откручивания гаек: постановка контргаек, расчеканка резьбы болта либо приварка гайки к стержню болта.

В рабочих элементах конструкций число болтов и заклепок, прикрепляющих элемент в узле или расположенных по одну сторону стыка, желательно иметь не меньше двух независимо от действующего усилия.

При конструировании болтовых и заклепочных соединений следует стремиться к применению одного диаметра заклепок в пределах каждого конструктивного элемента и к наименьшему числу различных диаметров болтов и заклепок для всех элементов сооружения.

болт нормальной или повышенной точности

круглое отверстие

овальное отверстие

болт временный, нормальной или повышенной точности

заклёпка с полукруглой головкой

болт постоянный, высокопрочный

На чертежах проектов металлических конструкций отверстия, болты и заклепки изображают специальными условными обозначениями.

Колонны

Колонны служат для передачи нагрузки от вышележащих конструкции через фундаменты на грунт. Верхняя часть колонны, на который опираются вышележащие конструкции, называется оголовком. Основную часть колонны, передающая нагрузку сверху вниз, называется стержнем. Нижняя часть колонны, передающая, нагрузку от стержня па фундамент называется базой или башмаком. Если продольная сила, приложена по центру тяжести сечения стержня, то она называется центрально сжатой.

Если продольная сила не совпадает с центром тяжести сечения или к стержню приложены какие-либо поперечные нагрузки, то кроме сжатия возникает изгиб, и колонна называется внецентренно сжатой.