Болтовые соединения

Общая характеристика

Болтовые соединения являются распространенным видом крепления конструкций на монтаже, особенно в промышленном строительстве. В условиях монтажа важно иметь простой и достаточно надежный способ крепления, не требующий специального оборудования, потребляющего энергию.

Болты, так же как и заклепки, работают на срез, смятие и растяжение. Однако существенное отличие болтового соединения от заклепочного заключается в его большей податливости (деформативности), являющейся следствием меньшей величины предварительного натяжения болтов (в результате затяжки гаек), а также наличия зазоров между болтом и отверстием.

При хорошей затяжке болтов монтажным ключом длиной 1 200 мм удается достичь напряжений по оси болта порядка 15 — 17 кг/мм2. Большее натяжение осуществить трудно из-за обмятия и появления текучести в отдельных нитках нарезки.

При работе болтов на растяжение предварительное натяжение имеет еще большее значение, причем оно должно быть больше внешней растягивающей силы; только тогда будет обеспечена плотность соединения. При наличии нескольких болтов в соединении трудно осуществить одинаковое натяжение всех болтов, вследствие чего они будут работать неравномерно. Это обстоятельство учитывается тем, что для болтов устанавливаются более низкие расчетные сопротивления.

Чрезмерная перетяжка болтов (возможная при применении монтажных ключей, удлиненных путем насадки обрезанных труб) ведет к пластическим деформациям и расстройству соединения.

В стальных конструкциях применяют следующие типы болтов:

  1. черные болты (ОСТ 20035-38, тип 9) с гайками (ОСТ/НКТП 3310);
  2. точеные, или чистые, болты (ОСТ/НКТП 3522) с гайками (ОСТ/НКТП 3312);
  3. рифленые болты (ОСТ 3310).

Черные болты штампуются из круглой стали; при этом допускаются отклонения от номинальной величины диаметра на величину ± 0,5 мм. Черные болты могут быть поставлены в отверстия с зазором 2 — 3 мм (разница между диаметрами отверстия и болта).


Черный болт

Черный болт


Точеные (чистые) болты обтачиваются на токарном станке с допуском на диаметр болта ± 0,1 мм. Они могут быть поставлены в отверстия с зазором 0,3 мм, что по существу означает плотное соприкосновение. Болт может быть поставлен в такое отверстие только при помощи легких ударов молотком. Болты изготовляются диаметром от 10 до 48 мм и длиной от 18 до 300 мм.


Рифленый болт

Рифленый болт


Рифленые болты имеют в пределах ненарезанной части стержня выступающие рифы. Диаметр болта по рифам несколько больше диаметра сверленого отверстия, в которое рифленый болт загоняют ударами молотка. Сминающиеся при этом рифы заполняют промежутки между ними, обеспечивая плотность заполнения.

Работа на срез соединения на рифленых болтах приближается к работе заклепочного соединения. Массового изготовления рифленых болтов у нас еще нет, поэтому их диаметры не стандартизированы. 

«Проектирование стальных конструкций»,
К.К.Муханов

Работа болтового соединения

При работе черных болтов на срез соединение вследствие наличия зазоров имеет большую деформативность. По исследованиям Г. А. Шапиро, сдвиги заклепок при напряжениях около предела текучести составляют в среднем 0,24 мм, а сдвиги черных болтов при зазорах от 1 до 4 мм — соответственно от 2,65 до 3 мм (т. е. примерно в 10 раз больше)….