Расчет и конструирование заклепочных соединений
Главная / Проектирование стальных конструкций / Заклепочные и болтовые соединения / Расчет и конструирование заклепочных соединений

Цель расчета и конструирования заклепочного соединения заключается в том, чтобы подобрать соединение с таким числом заклепок выбранного диаметра, чтобы они в сумме могли воспринять действующие в соединении расчетные усилия и были размещены в пределах соединения в полном соответствии с конструктивными требованиями. Поэтому расчет заклепочного соединения надо всегда вести параллельно с его конструированием.

Выбор диаметра заклепок

От рационального выбора диаметра заклепок зависит компактность соединения, а также трудоемкость изготовления конструкций.

Практикой установлены следующие наиболее употребительные диаметры заклепок:

в наиболее распространенных конструкциях средней мощности 20 — 23 мм
в тяжелых конструкциях 26 — 29 мм

Обычно стремятся к тому, чтобы во всем сооружении был принят один диаметр заклепок. Только в тяжелых сооружениях при большой разнице в усилиях отдельных конструкций и соединений можно допустить два или три диаметра заклепок.

Заклепочные соединения осуществляются заклепками с нормальной полукруглой головкой при общей толщине пакета склепываемых элементов до 5d. В пакетах толщиной ot 5d до 7d следует применять заклепки с повышенной головкой и коническим стержнем (смотрите фигуру Типы заклепок). В случае пакетов еще большей толщины следует переходить на точеные болты.

Расчет заклепок на срез и смятие

Основное расчетное условие при проверке заклепок на срез заключается в том, что расчетное усилие, действующее в соединении, не должно превышать суммарного сопротивления всех заклепок сразу

Формула (1.V)

где N — расчетное усилие, действующее в соединении, в кг;

m — коэффициент условий работы конструкции;

mс — коэффициент условий работы заклепочного соединения, принимаемый по Коэффициенты условий работы m;

n — число заклепок в соединении;

nср — число рабочих срезов одной заклепки;

Rзакалср — рабочее сопротивление срезу заклепки в кг/см2;

Πd2/4 — площадь сечения поставленной заклепки в см2;

[N]закалср — предельное расчетное усилие, которое можно допустить на одну заклепку по срезу. Тогда количество заклепок n, необходимых для восприятия расчетного усилия, будет равняться

Формула (2.V)

Число n округляется до ближайшего большего целого числа.

При расчете заклепок на смятие основное расчетное условие будет иметь следующий вид:

 

Формула (3.V)

Здесь в качестве расчетной площади условно принимается произведение диаметра заклепки d на наименьшую суммарную толщину листов, сминаемых с одной стороны заклепочного стержня ∑δ, т. е. Fсм = d∑δ;

[V]закалсм — предельное расчетное усилие, которое можно допустить на одну заклепку по смятию.

Необходимое количество заклепок из условия проверки на смятие листов будет равно

Формула (4.V)

Изложенная методика расчета заклепок называется расчетом по усилию, действующему в соединении.

Возможен также расчет заклепок не по фактическому усилию, действующему в соединении, а по максимально возможному, которое может быть воспринято сечением присоединяемого элемента.

В этом случае расчетное усилие в соединении равно:

для растянутых элементов

Формула (5.V)

для сжатых элементов

 

Формула (6.V)

где Fнт и F6p — площади сечения нетто и брутто присоединяемого элемента;

R — расчетное сопротивление основного металла;

φ — коэффициент продольного изгиба.

Такой метод расчета называется расчетом по площади сечения и идет в запас прочности. Расчет по площади применяется обычно при расчете стыков и прикреплений в тех случаях, когда напряжения в элементе близки к предельному, или в случае, когда неизвестно действительное (расчетное) усилие в элементе.

Расчет заклепок на растяжение (отрыв головок)

Основное расчетное условие имеет вид

Формула (7.V)

откуда необходимое количество заклепок равно

 

Формула (8.V)

где Rзаклотр — расчетное сопротивление головок отрыву, принимаемое по табице Расчетные сопротивления для заклепочных соединений в кг/см2.

В случаях, когда заклепки одновременно работают на срез (или смятие) и растяжение, они проверяются на то и другое воздействие отдельно.

«Проектирование стальных конструкций»,
К.К.Муханов

Примеры расчета

Пример 1. Требуется запроектировать прикрепление сжатого раскоса стропильной фермы к узловой фасонке. Сечение раскоса составлено из двух уголков 130 X 90 X 10. Расчетное усилие 63 г; материал — Ст. 3; толщина фасонки δ = 12 мм. Отверстия сверленые (группа В); m = mс = 1. Пример расчета Решение. Принимаем заклепки d = 20 мм….

Размещение заклепок и условные обозначения

При конструировании соединения следует размещать заклепки так, чтобы прежде всего удовлетворялись требования прочности и наилучшей передачи усилия с одного элемента на другой. Близкие расстояния между заклепками (меньше 3d) создают перенапряжения в основном материале; необходимы также достаточная плотность и компактность соединения. В то же время условия производства требуют, чтобы заклепки имели простое расположение. Для этого центры…

Типы заклепочных соединений

Стыки и прикрепления листового металла могут осуществляться внахлестку и встык с применением односторонних или двусторонних накладок. Основным видом стыка следует считать стык с двусторонними накладками, обеспечивающий симметричную передачу усилия с одного элемента на другой. Применение стыков с односторонней накладкой, а также соединений внахлестку дает эксцентричное соединение, в котором силовой поток отклоняется в одну сторону от…