Элементы из конструкционной стали соединяются друг с другом с помощью накладных элементов или соединителей, которые могут быть угловыми профилями., пластины или даже параллельные фланцевые швеллеры (ПФК). Это некоторые из распространенных конфигураций, принятых на рабочих местах., особенно когда в основном используются болты или болтовые соединения. С другой стороны, для сварных соединений, элементы иногда напрямую соединяются друг с другом без каких-либо наполнителей или промежуточных соединителей.. В этой статье, мы сосредоточимся на болтах (шестигранная головка и потайная) и некоторые из распространенных болтовых соединений, используемых.

Болты с шестигранной головкой и потайной головкой

Американский институт стальных конструкций (МАКО)

AISC в основном использует английские единицы измерения. (то есть, дюйм, фунты) хотя аналог SI также поддерживается и доступен. Следует обратить внимание на то, что размеры в английской системе обычно указываются с шагом в четверть дюйма. (⅛”) которые могут не совсем совпадать с теми, что в SI.

Сравнение диаметров болтов

Высокопрочные болты

Спецификации материалов для болтов указаны в Американском обществе испытаний и материалов. (ASTM) которые в основном делятся на две группы – Группа А и Б:

Группа А — АСТМ А325, А325М, F1852, A354 класс до н.э., и А449

Группа Б — АСТМ А490, А490М, F2280, и A354 класса BD

Помимо различий и сильных сторон и других свойств, эти группы имеют разные требования к минимальному предварительному натяжению в зависимости от их диаметра.

Еврокод 3 (Национальное приложение Великобритании)

Еврокод полностью в единицах СИ и поэтому, болты обозначены в миллиметрах (мм) с префиксом размера "М", например. M16 означает болт диаметром 16 мм..

Классы болтов – Прочность на растяжение

Болты Еврокода классифицируются на основе их приблизительной прочности на растяжение., Например, Класс 4.6 означало бы 4 Икс 6 Икс 10 знак равно 240 МПа при классе 8.8 примерно имеет 640 МПа как его прочность на растяжение и так далее. тем не мение, при расчете фактических сопротивлений болтов, фактические мощности зависят от «предварительной загрузки» (или претензии с точки зрения AISC) напряжение, которое в некоторых случаях, может увеличить несущую способность болта, если применить правильное натяжение.

Примечания к шестигранным болтам и болтам с потайной головкой

Различия в геометрии болтов с шестигранной головкой и болтов с потайной головкой в ​​основном влияют на несущую способность, которая может быть очевидна из-за таких различий.. (см. рисунок ниже из Руководства AISC, 14-е изд., инжир. 7-10)

фигура 1. Эффективная толщина опоры болта с потайной головкой

Спецификации соединений и отверстия под болты

Болтовые соединения могут быть указаны как плотно затянутые., с предварительным натяжением или критическим скольжением. Эти условия играют большую роль при рассмотрении типа болтовых отверстий, используемых в соединении.. Эти типы обозначаются как стандартные (нормальный, для одного), негабаритный или прорезной (короткий или длинный) и они принимаются на основе спецификаций подключения. Например, В спецификациях RCSC излагаются требования к плотным герметичным условиям.. тем не мение, если соединение рассчитано на определенные условия, кроме плотного прилегания, такое состояние должно быть четко обозначено на чертежах (т.е.. Предварительное натяжение AISC или предварительное натяжение EN).

более того, критичные к скольжению соединения важны при проектировании подшипников, в которых необходимо предотвратить скольжение. следовательно, различные коэффициенты применяются при расчете сопротивления скольжению в зависимости от типов отверстий.. Однако в большинстве случаев, стандарт (нормальный) отверстия под болты принимаются в сочетании с определенным уровнем предварительного натяжения (предварительная загрузка).

фигура 2. Болтовой угол – тип соединения на срез

Болтовые соединения

Болтовые соединения, В основном, может использоваться как в соединителях пластин сдвига, так и в поперечных пластинах, тройники, углы стенки и седла, а также моментные соединения (жесткий, полностью сдержанный) которые обычно используют наполнитель, пластины непрерывности и сращивания. Использование болтов требует добавления промежуточного соединителя или соединительного элемента, таких как упомянутые выше..

фигура 3. Болтовое соединение с фланцевой пластиной

В теории, существует много способов настроить комбинацию конфигураций подключения. тем не мение, по практическим причинам, т.е.. сбороспособность и изготовление, некоторые типы соединений более предпочтительны, чем другие, и, следовательно, более широко распространены. Вот некоторые из распространенных типов соединений, которые включают болты, вместе с их краткими описаниями.:

ножницы (просто) Различные типы структурных опор

1. Одинарная/двойная пластина (Вкладка или плавник) – использует тарелку(s) для соединения стенки балки с несущим элементом (балка или колонна); с одной стороны обычно требуется сварка на краю пластины, а для соединения используются болты (на коленях) к паутине луча
2. Одиночный / двойной угол – похожие на тарелки, уголки могут быть соединены таким же образом, хотя можно использовать болты полностью с обеих сторон соединения
3. Угол сиденья – как следует из названия, угловой профиль используется для крепления фланцев (или плоскости/стены для закрытых секций) поддерживаемых членов (например. полки балки) где он может «сидеть». Болты могут быть полностью использованы в этом типе соединения

момент (Сдержанный) Различные типы структурных опор

1. Фланцевые пластины – в сочетании с указанным сдвиговым соединением, фланцевые пластины используются для обеспечения непрерывности фланцев, прикрепленных к колоннам рам, устойчивых к моменту, или, в более общем случае, в соединениях элементов..
   
2. Воротник и сквозные пластины – этот тип подключения находится в HSS (RHS или CHS) колонны, входящие в состав несущей рамную систему. Основное отличие состоит в том, что сквозные пластины прорезают колонну «насквозь», а бортовые пластины вставляются, прям как "носится" колонкой как воротничок на рубашке. Оба типа соединения являются дорогими для изготовления из-за сложности соединения..

Посетите нашу статью о Типы стальных соединений чтобы узнать больше или попробовать наши калькулятор прочности болта на сдвиг.

Ссылки:

[1] Американский институт стальных конструкций (МАКО). (2016). Спецификация для зданий из конструкционной стали. Чикаго, НАШИ 60601-6204

[2] Американский институт стальных конструкций (МАКО). (2011). Руководство по стальным конструкциям. 14й Эд. Чикаго, НАШИ 60601-6204

[3] Институт стальных конструкций и Британская ассоциация производителей металлоконструкций. (2014). Соединения в стальных конструкциях Простые соединения по Еврокоду 3. Аскот SL5 7QN; Лондон SW1A 2ES, Великобритания

[4] Институт стальных конструкций и Британская ассоциация производителей металлоконструкций. (2014). Соединения в стальных конструкциях, устойчивые к моменту соединения по Еврокоду 3. Аскот SL5 7QN; Лондон SW1A 2ES, Великобритания